СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА В АТМОСФЕРЕ

СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА В АТМОСФЕРЕ 


RU (11) 2156527 (13) C1

(51) 7 H01Q23/00, H01Q7/00, G21K1/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 99114109/09 
(22) Дата подачи заявки: 1999.06.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.06.30 
(45) Опубликовано: 2000.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Журнал прикладной механики и технической физики, 1975, N 2, с.141. RU 94009943 A1, 10.02.1996. SU 634407 A, 26.11.1978. US 4445123 A, 24.04.1984. EP 0615304 A1, 14.09.1994. GB 2014796 A, 30.08.1979. 
(71) Заявитель(и): Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации 
(72) Автор(ы): Дубинов А.Е.; Петровский В.П.; Холод С.В.; Сасиновский Ю.К. 
(73) Патентообладатель(и): Центральный физико-технический институт Министерства обороны Российской Федерации 
Адрес для переписки: 141300, Московская обл., г. Сергиев Посад-7, ЦФТИ МО РФ 

(54) СПОСОБ ИЗЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИМПУЛЬСА В АТМОСФЕРЕ 

Использование: в технике генерации и излучения электромагнитных импульсов (ЭМИ) в атмосфере на различных высотах и может быть использовано при разработке соответствующих излучателей, использующих импульсные, наносекундной длительности (1-100 нс) источники -квантов. Сущность изобретения: способ излучения ЭМИ в атмосфере заключается в предварительном создании фактора асимметрии разлета комптоновских электронов и последующем включении импульсного источника -квантов и в отличие от известных в качестве фактора асимметрии вблизи источников -квантов размещают по меньшей мере один провод так, чтобы расстояние от источника -квантов до ближайшей к нему точки провода было меньше средней длины свободного пробега -квантов в атмосфере на данной высоте, и пропускают по нему электрический ток. Дополнительным отличием предлагаемого способа может быть использование в качестве источника электрического тока в проводе взрывного генератора или взрывомагнитного генератора. Технический результат: возможность излучать ЭМИ в атмосфере на любой высоте с возможностью управления направлением распространения ЭМИ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технике генерации и излучения электромагнитных импульсов (ЭМИ) в атмосфере на различных высотах и может быть использовано при разработке соответствующих излучателей, использующих импульсные, наносекундной длительности (1...100 нс) источники --квантов.

Принцип действия устройств на основе импульсных источников --квантов в атмосфере основан на выбивании из атомов и молекул воздуха релятивистских комптоновских электронов, направленное движение которых создает электрический ток и индуцирует электрическое поле разделения зарядов. Для сферически симметричного источника --квантов излучение ЭМИ отсутствует, так как дипольный, квадрупольный и высшие моменты системы зарядов равны нулю. Поэтому известные способы излучения ЭМИ в атмосфере, основанные на использовании импульсных сферически симметричных источников --квантов, различаются тем, каким образом создается асимметрия разлета комптоновских электронов.

Известен способ излучения ЭМИ в атмосфере, заключающийся во включении импульсного источника --квантов, который предварительно размещают вблизи проводящей поверхности, например поверхности Земли - элемента, создающего асимметрию разлета комптоновских электронов, [1] (Кувшинников В.М., Медведев Ю.А., "Электромагнитное поле от источника гамма-излучения, расположенного на границе двух сред". - В сб. Импульсные электромагнитные поля быстропрпротекающих процессов и измерение их параметров. - М.: Атомиздат, 1976, с. 57) так, чтобы расстояние между источником --квантов и поверхностью не превышало средней длины свободного пробега --квантов. Для источников -- квантов с их средней энергией порядка нескольких МэВ это расстояние не превышает 2-3 км. Таким образом, способ [1] можно реализовать для высот расположения источника -- квантов не более 2-3 км относительно Земли.

Известен также способ излучения ЭМИ в атмосфере, заключающийся во включении импульсного источника --квантов, который предварительно размещают в области существенного перепада давления атмосферы в зависимости от высоты [2] (Gilinsky V. , Peebls G. , "The development of a radio signal from a nuclear explosion in the atmosphere", J. Geoph. Res., 1968, v. 137, N 1, p. 405). Перепад давления здесь вызывает асимметрию длин пробега --квантов и комптоновских электронов. Однако особенности строения атмосферы Земли приводят к тому, что этот способ имеет значение только для высот расположения импульсного источника -- квантов, превышающих 10-15 км.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ излучения ЭМИ в атмосфере, заключающийся во включении импульсного источника -- квантов, который предварительно размещают в геомагнитном поле [3] (Виленская Г.Г., Медведев Ю. А. , Федорович Г.В., Степанов Б.М., "Возмущение магнитного поля стационарным источником гамма-квантов". Журнал прикладной механики и технической физики, 1975, N 2, с. 141), которое выполняет роль фактора асимметрии разлета комптоновских электронов. Данный способ реализуем, когда средняя длина пробега комптоновских электронов превышает величину его ларморовского радиуса. Это приводит к тому, что способ применим для высот расположения импульсного источника --квантов, превышающих 10-15 км.

Таким образом, в значениях высот расположения импульсного источника --квантов имеется диапазон (от 2-3 до 10-15 км), в которых перечисленные известные способы не работоспособны. Кроме того, так как факторы асимметрии имеют естественное происхождения с уже имеющейся осью асимметрии, во всех известных способах отсутствует возможность управления направлением распространения ЭМИ.

Технической задачей является разработка способа излучения ЭМИ в атмосфере, работающих в диапазоне высот от 2-3 до 10-15 км, так, чтобы имелась возможность управления направлением распространения ЭМИ.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является возможность излучения ЭМИ в атмосфере на любой высоте с возможностью управления направлением распространения ЭМИ.

Этот результат достижим за счет того, что в способе излучения ЭМИ в атмосфере, заключающемся в предварительном создании фактора асимметрии разлета комптоновских электронов и последующем включении импульсного источника --квантов, в отличие от известных, в качестве фактора асимметрии вблизи источника --квантов размещают по меньшей мере один провод так, чтобы расстояние от источника --квантов до ближайшей к нему точки провода было меньше средней длины свободного пробега -- квантов в атмосфере на данной высоте, и пропускают по нему электрический ток. Дополнительным отличием предлагаемого способа может быть использование в качестве источника электрического тока в проводе взрывного магнитогидродинамического генератора (ВМГДГ) или взрывомагнитного генератора (ВМГ) [4] ("Импульсные МГД-преобразователи химической энергии в электрическую" / Э.И. Асиновский, В.А. Зейгарник, Е.Ф. Лебедев и др.; Под ред. А.Е. Шейндлина и В.Е. Фортова.- М.: Энергоатомиздат, 1997).

Физическая сущность способа основана на возбуждении вблизи токонесущего провода магнитного поля величиной, существенно превышающей геомагнитное поле. Поскольку не существует таких конфигураций провода, чтобы созданное протекающим по нему током магнитное поле имело сферически симметричную конфигурацию, то любая конфигурация будет вносить асимметрию в разлет комптоновских электронов. Таким образом, конфигурация провода может быть любой, например, плоский круговой контур, плоский эллиптический контур, винтовая линия на поверхности кругового цилиндра, замкнутый контур, лежащий на поверхности параболоида вращения и т.д.

Ориентация провода относительно источника -- квантов, т.е. для перечисленных примеров: направление перпендикуляра к плоскости кругового и эллиптического контуров, ось винтовой линии, ось параболоида вращения будет определять направление излучения ЭМИ.

Использование в качестве источника тока ВМГДГ или ВМГ позволит создать вблизи провода такое магнитное поле, в котором ларморовский радиус комптоновских электродов с энергией в несколько МэВ будет менее их пробега в атмосфере даже на нулевой высоте.

На чертеже представлена схема, поясняющая способ, где обозначено 1 - источник -- квантов, 2 - источник тока в виде ВМГДГ или ВМГ, 3 - провод в виде плоского кругового контура, имеющего диаметр в несколько сот метров и отстоящий от источника -- квантов на расстоянии порядка километра.

Способ реализуется следующим образом.

Сначала включают источник тока 2, который генерирует токовый импульс в контуре 3, например, амплитудой 10 кА и длительностью 100 мкс. В момент максимума тока в контуре включают источник -- квантов 1.

-- кванты в своем разлете выбивают в атмосфере комптоновские электроны, асимметрия разлета которых задается токонесущим контуром. Асимметрия разлета определяет величину возникающего дипольного момента, который и является источником направленного ЭМИ.

Оценим энергетические затраты. Пусть диаметр контура составляет 300 м, а диаметр провода, из которого сделан провод, - 1 см. Тогда индуктивность контура составит примерно 2 мГн. Для генерирования в таком контуре тока величиной 10 кА необходима энергия порядка 100 кДж. Согласно [4], выходные характеристики современных ВМГДГ и ВМГ существенно превосходят необходимые для реализации предлагаемого способа параметры. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ излучения электромагнитного импульса в атмосфере, заключающийся в предварительном создании фактора асимметрии разлета комптоновских электронов и последующем включении импульсного источника -квантов и отличающийся тем, что в качестве фактора асимметрии вблизи источника -квантов размещают по меньшей мере один провод так, чтобы расстояние от источника -квантов до ближайшей к нему точки провода было меньше средней длины свободного пробега -квантов в атмосфере на данной высоте, и пропускают по нему электрический ток.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника электрического тока в проводе используют взрывной магнитогидродинамический генератор.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника электрического тока в проводе используют взрывомагнитный генератор.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru