УВИ

Ударно-волновой излучатель, УВИ — наиболее эффективный по удельной мощности и спектру излучаемых частот в настоящее время тип взрывомагнитного генератора частоты (ВМГЧ) с виртуальным лайнером.

Принцип действия

Ударное (взрывное) сжатие магнитного поля в монокристалле иодида цезия.

Устройство и работа

Устройство УВИ напоминает устройство атомной бомбы имплозивного типа. УВИ содержит постоянные магниты и магнитопровод в форме перекрещивающихся обручей с магнитными полюсами в виде усечённых конусов, направленных в центр образовавшейся сферы. Внутри магнитопроводов размещена сфера из пластмассы, внутри которой содержится сферический же заряд мощного взрывчатого вещества (ВВ) со скоростью детонации не менее 8000 м/c с центральной же полостью в центре сферы. В полости центра сферы ВВ установлен монокристалл йодида цезия с оптической осью, проходящей осецентрировано полюсам магнитной системы. Усечённые полюсные конусы собирают магнитное поле в области, занимаемой монокристаллом йодида цезия.

Сфера из пластмассы имеет на наружной поверхности сложные канавки, наполненные ВВ с высокостабильной скоростью детонации, заканчивающиеся передаточными отверстиями. Канавки выполнены по геометрии Римана с таким расчётом, чтобы при возбуждении детонации в месте соединения канавок детонационная волна дошла одновременно до всех передаточных отверстий, возбудив основное ВВ сферы с тем, чтобы образовать сходящуюся сферическую ударную волну.

При подрыве первичного детонатора основное ВВ сферы подрывается и сферическая ударная волна начинает воздействовать на монокристалл йодида цезия с сфокусированным в нём магнитным полем конусных полюсов магнитной системы. Ударная волна в монокристалле йодида цезия переводит вещество в ионизированное проводящее состояние и таким образом начинает сжимать не металлический (как в обычных взрывомагнитных генераторах, работающих по принципу А. Д. Сахарова) а «виртуальный лайнер» состоящий из сжатого взрывом вещества монокристалла. Вследствие скин-эффекта размер области сжатия магнитного поля в конце сжатия меньше начального радиуса монокристалла более чем в тысячу раз. Ударная волна сходится практически в точку и отразившись, меняет направление на обратное, причём магнитное поле скачком меняется, что приводит к генерации импульсного радиочастотного электромагнитного излучения (РЧЭМИ). Длительность генерации менее одной наносекунды, частота излучения от сотен мегагерц до сотен гигагерц в одном импульсе.

Применение

Применяется в боевой части мощных электромагнитных бомб, снарядов, мин и иного электромагнитного оружия, действие которого основано на поражении целей радиочастотным электромагнитным излучением (РЧЭМИ).

Конструкции УВИ в узле «обжатия» монокристалла йодида цезия сходящейся сферической волной напоминает конструкцию атомного заряда имплозионного типа, где сфера из плутония так же обжимается сходящейся сферической ударной волной. Необходима громадная точность изготовления элементов устройства обжима для недопущения малейших искажений строгой сферичности ударной волны, вызывающей нестабильности фронта волны и уменьшающей КПД. выхода излучения. Кроме того, ВВ узла формирования сферической ударной волны должно обладать большой стабильностью детонации. В связи с большой точностью изготовления, применения высокостабильных ВВ, стоимость УВИ по сравнению с иными видами взрывных генераторов электромагнитных импульсов велика, в связи с чем УВИ применяется только для ответственных ударов по важнейшим целям.

Принципиальная конструкция УВМ, напоминающая конструкцию ядерных зарядов для артиллерийских снарядов, также нe позволяет производить УВИ с габаритами менее определённых, также как конструкция упомянутых ядерных зарядов не позволяет применять их в снарядах калибром менее 152—155 мм. В настоящее время минимальный калибр боеприпасов электромагнитного излучения (ЭМИ) с ударно-волновым излучателем может составлять 105 мм, чтo позволяет применять такое оружие при помощи артиллерийских орудий, мин и ракет.

История

В начале 50-х годов в СССР, при исследовании реакций ядерного синтеза, возникла необходимость в устройстве, создающем очень короткие и мощные импульсы электрического тока. В то время уже существовал генератор Маркса, который был тогда единственным устройством, способным производить импульсы столь высокой мощности. Непомерно высокая стоимость большого количества конденсаторов, используемых в генераторе Маркса, побудила к исследованию более экономичных конструкций. Первые ударно-волновые излучатели были основаны на идеях Андрея Сахарова. Излучатель, как самостоятельное устройство для создания электромагнитных импульсов, являющихся основным поражающим фактором, был впервые разработан в США.

Ссылки

• «Убийцы роботов», Александр Прищепенко, Популярная механика. № 3. 2005.

Литература

• Prishchepenko A., V. Kiseljov, and Kudimov, L. Radio Frequency Weapon at the Future Battlefield, Proceedings of the EUROEM Conference, Bordeaux, France, June 1994.
• L. Altgilbers et al., Compact explosive driven sources of microwaves: test results, Proceedings of the Megagauss VIII Conference, Talahassee, USA, October, 1998.
• V. A. Soshenko and V. C. Ivanov, Investigation of the Parameters of Explosive Driven Magnetic Generators of Frequency, Proceedings of EUROEM Conference, Jerusalem, Izrael, August 1998.
• 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.