Бесплатные рефераты


В мире
Календарь новостей
« Фев.2018
Пн.Вт.Ср.Чт.Пт.Сб.Вс.
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728    
ВНИМАНИЕ!!!
УВАЖАЕМЫЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛИ!!!
Сайт поменял владельца и на нём грядут большие перемены.
Убедительная просьба не пользоваться покупкой рефератов через смс.
ДАННЫЙ СЕРВИС БОЛЬШЕ НЕ РАБОТАЕТ
Стоит вопрос об его удалении, дабы сделать рефераты бесплатными. Извините за неудобство и спасибо за понимание
Поиск реферата

Реферат, курсовая, контрольная, доклад на тему: Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

Прищепенко А.Б., Третьяков Д.В.

Высокогорный геофизический институт

Введение.

В статье рассматриваются взрывные генераторы, преобразующие механическую энергию ударной волны, распространяющейся в рабочем теле, в электромагнитную энергию. Основным элементом таких генераторов является рабочее тело, выполненное из ферромагнитного или из сегнетоэлектрического материала. Ударная волна в рабочем теле формируется специальным зарядом взрывчатого вещества. Достоинствами рассматриваемых устройств являются компактность и полная автономность от внешних источников энергии. В зависимость от соотношения конструктивных параметров, генерируемая при срабатывании электромагнитная энергия может быть использована для питания других потребителей или излучена в окружающее пространство в весьма широком диапазоне радиоволн. Компактные и простые, эти устройства могут быть использованы в различных областях, в том числе, для активного воздействия на атмосферные процессы.

Физические поцессы, протекающие при функционировании генератора.

Общим результатом движения ударной волны по рабочему телу является изменение остаточной поляризации сегнетоэлектрического материала рабочего тела или остаточной намагниченности ферромагнитного рабочего тела. При этом наблюдается существенное отличие в работе генераторов в зависимости от направления движения ударной волны относительно вектора остаточной поляризации или остаточной намагниченности в рабочем теле. Различаются модели, описывающие случаи движения фронта ударной волны в направлениях коллинеарном (аксиальное нагружение) и перпендикулярном (радиальное нагружение) направлению остаточной поляризации или намагниченности рабочего тела. В реальной конструкции взрывного генератора направления движения фронта ударной волны и остаточной поляризации или намагниченности могут составлять углы не кратные 90¦ . Однако в подавляющем большинстве реальных случаев рациональные параметры генератора могут быть выбраны на основе одной из двух вышеназванных моделей. Особое значение направление фронта ударной волны имеет в случае сегнетоэлектрического рабочего тела, так как в этом случае оно сказывается не только на процессах деполяризации, но и на процессах развития электрического пробоя в рабочем теле.

Предполагается, что ударная волна имеет достаточно большую интенсивность и доминирующими процессами при конверсии механической энергии ударной волны в электромагнитную энергию являются соответственно процессы перехода ферромагнитного состояния в парамагнитное и сегнетоэлектрического в параэлектрическое.

Конструкция ферромагнитного рабочего тела представляет собой соленоид с сердечником из ферромагнитного материала.

Ферромагнитное рабочее тело на принципиальной электрической схеме генератора может быть представлено в виде последовательно соединенных источника напряжения Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи индуктивности Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения(рис. 1). Для оценочных расчетов величина этой индуктивности также может быть принята равной ее начальному значению. Электродвижущая сила источника напряжения может быть найдена из зависимости:

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпри Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения(1)

и Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпри Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияилиМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения.

где Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- общее количество витков соленоида, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- остаточная индуктивность ферромагнитного материала рабочего тела, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- скорость ударной волны в ферромагнитном рабочем теле, а Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- площадь поперечного сечения рабочего тела. Принято, что длина рабочего тела Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпримерно равна длине соленоида.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпри Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения(2)

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпри Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

где Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- площадь контактных поверхностей сегнетоэлектрического рабочего тела, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- количество сегнетоэлектрических пластин в рабочем теле, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- скорость ударной волны в сегнетоэлектрическом рабочем теле, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- скачок поляризации на фронте ударной волны.

При отсутствии значений скачка поляризации на фронте ударной волныМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения, скорости движения фронта ударной волны Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияони приближенно могут быть заменены на , соответственно, остаточную поляризацию Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи скорость звука в материале рабочего тела.

Расстояние Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияпредставляет собой путь ударной волны по сегнетоэлектрическому рабочему телу. Путь ударной волны по пакету рабочих тел, в случае аксиального нагружения:Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения, где Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- расстояние между контактными поверхностями сегнетоэлектрических пластин. В случае продольного нагружения расстояние Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияравно длине рабочего тела, в направлении движения ударной волны.

Зависимость (2) может быть применена как в случае параллельного направления поляризации относительно направления движения фронта ударной волны, так и в случае перпендикулярного направления.

Конструкция генератора.

Рассматриваемый генератор является полностью автономным устройством. Для его срабатывания достаточно только детонационного импульса.

Масса заряда взрывчатого вещества в зависимости от конструкции генератора колеблется в пределах от 3 до 25 грамм. Генератор может монтироваться в цилиндрический корпус, выполненный из радиопрозрачного материала, например, полиамида. Внешний диаметр корпуса v 25-40 миллиметров. Масса укомплектованного генератора вместе с корпусом составит от 80 до 200 грамм.

Для снижения габаритов и массы генератора может быть применена конструкция, включающая в себя одновременно рабочие тела двух типов, сегнетоэлектрическое и ферромагнитное. Помимо своей основной функции преобразования энергии эти рабочие тела в процессе функционирования генератора выступают в роли емкостного и индуктивного элементов его колебательного контура. Такая конструкция генератора позволяет более чем на 30% сократить его массу по сравнению с ферромагнитным или пьезоэлектрическим генераторами при сохранении величины излучаемой в окружающее пространство энергии. Сокращение массы конструкции генератора является весьма актуальным для многих областей его применения.

Одной из возможных областей применения рассматриваемых генераторов является активное воздействие на электрический потенциал атмосферных облаков. Для получения большего эффекта несколько сотен таких генераторов могут быть смонтированы в специальном контейнере, который доставляется в облако, например, метеорологической ракетой. Внутри облака контейнер распаковывается и генераторы равномерно разбрасываются по объему облака, а затем срабатывают. Грозовое облакосостоит из двух противоположно заряженных слоев. Основная часть электрических разрядов (молний) происходит между этими слоями. Только 10% разрядов приходятся на земную поверхность. Воздействие на облако СВЧ излучения провоцирует разряды внутри облака и выравнивает его электрический потенциал.

Радиочастотное электромагнитное излучение.

Спектральная плотность электромагнитной энергии, излучаемой в окружающее пространство, может быть оценена по приводимым ниже эмпирическим зависимостям. Вводим обозначение величин зависящих от целочисленных индексов Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияиМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения:

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

и

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения,

где Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- постоянная Планка и число Авогадро;.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияиМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- соответственно, плотность и масса моля вещества сегнетоэлектрического и ферромагнитного рабочего тела.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- наибольшее значение тока в электрической цепи генератора в период времениМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения;

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- наибольшее значение напряжения на сегнетоэлектрическом рабочем теле в период времениМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения;

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- безразмерные эмпирические коэффициенты.

Величины Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применениямогут быть найдены экспериментально или рассчитаны по зависимости (3). Коэффициенты Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияи Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применениядля рассматриваемого типа генераторов находятся в диапазоне 0,03 v 0,09. Тогда спектральная плотность электромагнитной энергии, излученной в окружающее пространство, в зависимости от частоты Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применениянаходится по эмпирическим формулам:

Для генератора с ферромагнитным рабочим телом

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения (3)

Для генератора с сегнетоэлектрическим рабочим телом рабочим телом

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения (4)

Для генератора с двумя рабочими телами - сегнетоэлектрическим и ферромагнитным

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения, (5)

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- единичная функция, Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического примененияиМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения-безразмерный коэффициент, учитывающий отношение длины соленоида к его диаметру и стремящийся к единице при достаточно длинных соленоидах.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- наибольшее целое число меньшееМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения- наибольшее целое число меньшееМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения.

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения-Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения - безразмерные эмпирические коэффициенты. Для предварительной оценки величины диссипируемой энергии коэффициентыМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения,Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения ,Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения ,Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения могут быть приняты равными единице. КоэффициентыМалогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения,Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применениямогут быть в этом случае приняты равными нулю. Затем они могут уточняться в процессе экспериментальной отработки изделия.

Типичная зависимость приведена на рис. 3 в сравнении со значениями спектральной плотности, замеренными экспериментально.  

Малогабаритный взрывной генератор СВЧ импульсов для метеорологического применения 

 Рис. 3

Список литературы

Adzhiev A.Kh. & Prishchepenko A.B. ?Developpement de methodes et le moyens pour controler la formation des nuages et des precipitations par la modification des parametres electriques du nuage¦. Deuxieme Symposium International ?Foudre Et Montagne¦. 1...5 Juin 1997 - Chamonix Mont Blanc - France. B1.10, p. 33.

Прищепенко А.Б., Третьяков Д.В., Щелкачев М.В. Баланс энергии взрывного пьезоэлектрического генератора частоты. v Мегагауссная и мегаамперная технология и применения / Труды конференции v Саров, ВНИИЭФ,1997, с.954-958.

A. Prishchepenko, D. Tretyakov. Dissipative energy losses in ferromagnetic generator of frequency. / Digest of tecchnical papers. 12th IEEE International Pulsed Power Conference. Monterey, California, USA, 1999, p. 856 -862

Новицкий, В.Д. Садунов Энергетические характеристики сегнетоэлектрика как рабочего тела преобразователя энергии УВ. Физика горения и взрыва. 1985, ¦5, с. 104 - 107.

Е.Ройс Свойства магнитных материалов при ударном сжатии. / В книге: Физика высоких плотностей энергии. / Под ред. П.Кальдиролы и Г. Кнопфеля / Пер. с англ. - М.; Мир, 1974. - с.143-158.

В.В.Новиков, В.Н.Минеев Магнитные эффекты при ударном нагружении намагниченных ферро- и ферримагнетиков./ Физика горения и взрыва, 1983, ¦3, с.97 -104.


ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо А можно заказать оригинальный реферат
Опубликовано: 18.08.10 | [ + ]   [ - ]  
Просмотров: 132
Загрузок: 0
Рекомендуем
{dnmbottom}
БАНК РЕФЕРАТОВ содержит более 70 000 рефератов, курсовых, контрольных работ, сочинений и шпаргалок.