Физика

Взрывные генераторы мощных импульсов электрического тока — Асиновский Э. И., Лебедев Е. Ф., Леонтьев А. А., Минцев В. Б., Нестеров Е. В., Осташев В. Е., Строганов В. А., Ульянов А. В., Ушнурцев А. Е., Фортов В. Е., Черных Е. В., Шурупов А. В.

Взрывные генераторы мощных импульсов электрического тока
Научное издание

Асиновский Э. И., Лебедев Е. Ф., Леонтьев А. А., Минцев В. Б., Нестеров Е. В., Осташев В. Е., Строганов В. А., Ульянов А. В., Ушнурцев А. Е., Фортов В. Е., Черных Е. В., Шурупов А. В.

год издания — 2002, кол-во страниц — 399, ISBN — 5-02-002602-6, тираж — 600, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7Б, масса книги — 500 гр., издательство — Наука

КНИГА СНЯТА С ПРОДАЖИ

Р е ц е н з е н т ы:
д-р тех. наук С. А. Медин
д-р тех. наук В. И. Ковбасюк

Утверждено к печати Институтом теплофизики экстремальных состояний РАН

Формат 60x90 1/16. Печать офсетная

Рассмотрены физико-технические основы создания двух типов генераторов: магнитогидродинамического взрывного с плазменным подвижным якорем и взрывомагнитного (ВМГ) с металлическим якорем. Подробно описаны экспериментальные исследования взрывных плазменных течений, подверженных действию неустойчивости Рэлея-Тейлора. Рассмотрены процессы преобразования энергии продуктов детонации в импульсы электрической энергии и их эффективность. Дано описание конструкций малогабаритных ВМГ, предназначенных для запитки высокоомных нагрузок (например, релятивистских электронных пучков) импульсами длительностью порядка сотен наносекунд. Особое внимание уделено проблеме согласования ВМГ и обострителей мощности на основе электровзрыва проводников с нагрузками. Приведены данные о результатах опытов по запитке СВЧ-излучателей виркаторного типа.

Для специалистов в области физики взрыва, магнитной гидродинамики и импульсной энергетики.

Предисловие	5
Список сокращений	9

Вводная часть Взрывные генераторы в технике мощных импульсов электрического тока

1. Накопители электрической энергии	17
1.1. Ёмкостные накопители	17
1.2. Молекулярные накопители энергии	19
1.3. Индуктивные накопители	20
1.4. Сверхпроводящие индуктивные накопители	21

2. Импульсные МГД-генераторы	23
2.1. Взрывомагнитные генераторы	23
2.2. Взрывные плазменные МГД-генераторы	23
2.3. Жидкометаллические МГД-генераторы	24
2.4. МГД-генераторы кратковременного действия	24

3. Электромашинные преобразователи	26
3.1. Синхронные электрогенераторы в режиме ударного и динамического торможения	26
3.2. Униполярные ударные генераторы	26
3.3. Компрессионные генераторы	26

4. Химические источники тока	27
4.1. Электрохимические аккумуляторы	27
4.2. Импульсные электроаккумуляторы	29
4.3. Гальванические и топливные элементы	30

5. Энергоёмкие импульсные системы	30

6. Структура мощных энергетических комплексов	31

7. Выбор вариантов систем электропитания	34

8. Прогноз развития мощных импульсных источников энергии	39

9. Взрывные генераторы в импульсной энергетике	41

Часть 1 Взрывные плазменные МГД-генераторы

*Глава 1*
Экспериментальные конструкции взрывных МГД-генераторов	56
1.1. Основные проблемы создания МГДВГ	56
1.2. Экспериментальные взрывные МГД-генераторы, разработанные в России	59
1.2.1. Линейные генераторы	60
1.2.2. Генераторы с цилиндрическим взрывным течением	79
1.3. Генерация серий импульсов	94
1.4. Ударная прочность МГД-каналов	98

*Глава 2*
Ударно-волновые взрывные течения	105
2.1. Взрывные методы генерации сильных ударных волн	105
2.1.1. Взрывные ударные трубы	108
2.1.2. Кумулятивные взрывные ударные трубы	116
2.1.3. Ускорение взрывных ударных волн с газах с уменьшающейся плотностью	125
2.1.4. Взрывной генератор прямоугольных импульсов	128
2.1.5. Крупномасштабные взрывные устройства	130
2.2. Электропроводность плотной плазмы в линейных взрывных течениях	132
2.3. Развитие неустойчивости Рэлея-Тейлора в цилиндрических взрывах	137
2.4. Плотность газов в головной зоне цилиндрического взрыва	149
2.5. Электропроводность плазмы в цилиндрических взрывных течениях	155

*Глава 3*
Магнитогидродинамические процессы в каналах МГДВГ	165
3.1. Расчётная модель взрывного МГД-преобразователя энергии	165
3.2. Энергообменные процессы	174

*Глава 4*
Энергетика взрывных МГД-генераторов	198
4.1. Предельные энергетические параметры линейных генераторов	199
4.2. Нелинейные эффекты и энергетика цилиндрических генераторов	204
4.3. Согласование с нагрузками, обострение импульсов	210
4.3.1. Экспериментальные исследования эффективности работы взрывного МГД-генератора на индуктивную нагрузку	220
4.3.2. Согласование МГДВ-генератора с нелинейной импульсной нагрузкой активно-индуктивного типа	224
4.3.3. Исследование предельных возможностей ножевого кондукционного токосъёма	226
4.4. Проектные разработки МГДВ-генераторов	230

Часть 2 Взрывомагнитные генераторы

*Глава 5*
Генерации мощных электрических импульсов с использованием ВМГ	242
5.1. Электрическая схема ВМГ	242
5.2. Методы получения импульсов высокого напряжения с помощью ВМГ	243

*Глава 6*
Взрывомагнитные генераторы с перехватом магнитного потока	246
6.1. Электротехнические модели ВМГ с перехватом потока	246
6.1.1. Цепь без потерь	248
6.1.2. Влияние ёмкости в цепи запитки на параметры импульсов	249
6.1.3. Модель ВМГ с осевым инициированием	251
6.1.4. Модели ВМГ со скользящим контактом	252
6.2. Двухмерное моделирование процессов в ВМГ	255
6.3. Оптимизация параметров ВМГ	260
6.4. Конструкции ВМГ с перехватом потока	264
6.4.1. ВМГ с осевым инициированием	266
6.4.2. Цилиндрические ВМГ	267
6.4.3. Конические ВМГ	268
6.5. Работа ВМГ с перехватом потока на индуктивную нагрузку	269
6.6. Двухкаскадные системы ВМГ с перехватом потока	273

*Глава 7*
Генерация импульсов высокого напряжения в высокоимпедансных нагрузках	280
7.1. Взрывомагнитные генераторы для имитации параметров молнии	280
7.1.1. Молния как источник грозовых перенапряжений	280
7.1.2. Системы молниезащиты энергообъектов	282
7.1.3. Испытательные генераторы импульсных напряжений	284
7.1.4. Мобильный имитатор тока молнии на основе ВМГ	285
7.1.5. Натурные испытания с моделированием импульса тока	302
7.1.6. Перспективные компоновки мобильных испытательных комплексов для определения грозоупорности объектов	310
7.2. Генерация импульсов высокого напряжения на вакуумном СВЧ-триоде	317
7.2.1. Экспериментальное оборудование и диагностика	319
7.2.2. Согласование ВМГ и виркатора в бестрансформаторной схеме	322
7.3. Генерация импульсов высокого напряжения и мощного СВЧ-излучения в схеме с формирующей линией	341
7.3.1. Конструкция генератора наносекундных импульсов	343
7.3.2. Ударная зарядка быстрой формирующей линии	350
7.3.3. Работа на диодную нагрузку	351
7.4. Генерация импульсов высокого напряжения и мощного СВЧ-излучения при работе ВМГ на триод с виртуальным катодом в трансформаторной схеме	353
7.4.1. Анализ исследований и разработок	353
7.4.2. Экспериментальные результаты	359

Заключение	366
Литература	367

Книги на ту же тему

Взрывные генераторы мощных импульсов электрического тока. — 2-е изд., Асиновский Э. И., Лебедев Е. Ф., Леонтьев А. А., Минцев В. Б., Нестеров Е. В., Осташев В. Е., Строганов В. А., Ульянов А. В., Ушнурцев А. Е., Фортов В. Е., Черных Е. В., Шурупов А. В., 2012
Магнитогидродинамические течения в каналах, Гаррис Л., 1963
Импульсная энергетика и электроника, Месяц Г. А., 2004
Лазерная физика: рентгеновские лазеры, ультракороткие импульсы, мощные лазерные системы, Боровский А. В., Галкин А. Л., 1996
Ударные волны и экстремальные состояния вещества, 2000
Проблема шаровой молнии, Смирнов Б. М., 1988
Физика и химия газовых разрядов в пучках СВЧ-волн, Коврижных Л. М., ред., 1994
Пучки убегающих электронов и разряды на основе волны размножения электронов фона в плотных газах, Яковленко С. И., ред., 2007
Физика импульсного пробоя газов, Королев Ю. Д., Месяц Г. А., 1991
Релаксационные процессы в ударных волнах, Ступоченко Е. В., Лосев С. А., Осипов А. И., 1965
Электродинамика плотных электронных пучков в плазме, Кузелев М. В., Рухадзе А. А., 1990
Итоги науки и техники: Электроника. Том 17, 1985
Теория горения порохов и взрывчатых веществ, Лейпунский О. И., Фролов Ю. В., ред., 1982
Теория детонации, Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., 1955
Взрывное дело: Сборник 83/40: Методики измерения и аппаратура для исследования действия взрыва, Родионов В. Н., Фомичев А. Г., ред., 1982
Оптимальные фильтры и накопители импульсных сигналов. — 2-е изд., перераб. и доп., Лезин Ю. С., 1969
Импульсная техника, Ицхоки Я. С., 1949
Расчёт импульсных схем. — 2-е изд., доп. и перераб., Базь Г. А., Муромцев Г. П., Раинкин А. Н., Трегуб И. К., Цикунов К. А., 1962
Качественная теория импульсных систем, Халанай А., Векслер Д., 1971
Магнитное пересоединение: магнитогидродинамическая теория и приложения, Прист Э., Форбс Т., 2005

http://knigoprovod.ru

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему