UA EN

Самохин Сергей Сергеевич

Факультет компьютерных информационных технологий и автоматики

Кафедра Радиотехники и защиты информации

Направление подготовки «Радиотехника»

Исследование и проектирование генератора Сахарова в программном обеспечении "COMSOL Multiphysics"

Научный руководитель: к.т.н, доцент Паслён Владимир Владимирович

Реферат по теме выпускной работы

Введение

В Воздействие электромагнитного оружия на человека и на различные объекты основано на использовании мощного электромагнитного импульса (ЭМИ). Впервые об электромагнитном излучении, способном наносить поражение различным техническим устройствам, стало известно в ходе испытаний ядерного оружия, когда было обнаружено это новое физическое явление. Вскоре стало известно, что ЭМИ образуется не только в ходе ядерного взрыва. Уже в 50-х годах XX века в России был предложен принцип устройства неядерной «электромагнитной бомбы», где в результате сжатия магнитного поля соленоида взрывом химического взрывчатого вещества образуется мощный ЭМИ. В настоящее время, когда войска и инфраструктура многих государств до предела насыщены электроникой, внимание к средствам ее поражения стало весьма актуальным.

1. Актуальность темы

Перспективы развития электромагнитного оружия связаны с широким распространением в мире электронной техники, которая решает весьма ответственные задачи, в том числе в сфере безопасности.

2. Цель и задачи исследования

Объектом проектирования и исследования являются генераторы А.Д.Сахарова.

Целью проектирования и исследования является изучение области излучения генераторов А.Д. Сахарова

Основными задачами: - анализ статического состояния; - анализ переходного процесса; - анализ частотных характеристик; - анализ устойчивости; - анализ стационарных режимов колебаний

3. Анализ объекта проектирования

В работах Сахарова и соавторов дается описание двух наиболее характерных взрывных генераторов: МК-1 (сжатие аксиального магнитного поля) и МК-2 (вытеснение магнитного поля из соленоида и последующее его сжатие стенками коаксиала).

3.1 МК-1

система МК-1. - Внутри полого металлического цилиндра за счет импульса тока в соленоидальной обмотке создается магнитное поле. Снаружи цилиндра коаксиальный слой заряда взрывчатого вещества (ВВ). В этом заряде возбуждается сходящаяся цилиндрическая ударная волна. Момент взрыва выбирается так, чтобы сжатие цилиндра началось в момент максимальньного тока в соленоидальной обмотке, т.е. в момент максимального начального магнитного поля. Скорость сжатия стенок цилиндра свыше 1 км/сек; остановка движения происходит из-за противодавления магнитного поля. Величина магнитного поля обратно пропорциональна площади поперечного сечения цилиндра, поскольку магнитный поток в цилиндре остается постоянным. Это основано на явлении электромагнитной индукции: при движении цилиндра в радиальном направлении в его стенках возникают индукционные токи, которые, подчиняясь известному "правилу Ленца", стремятся не выпустить поле из внутренней области. При начальном поле в 30 тысяч гаусс уже в первых опытах было достигнуто поле в 1 млн гаусс, что соответствует уменьшению радиуса цилиндра примерно в шесть раз.

Рисунок 1 – МК-1 сети
3.2 МК-2

Генератор МК-2 представляет особый интерес для получения сильных токов и очень больших энергий магнитного поля (с превращением в энергию магнитного поля до 20% энергии ВВ, при относительно высоких значениях магнитного поля до 2 млн. гаусс)." "Практическое осуществление систем МК-2 с высокими характеристиками потребовало длительных исследований большого коллектива, которые в основном были закончены в 1956 году (первая конструкция генератора МК-2 создана в 1952 году, в 1953 году получены токи в 100 млн. ампер)."

Рисунок 2 – МК-2 сети
4 Применение генераторов А.Д.Сахарова

В перспективе ЭМИоружие рассматривается, прежде всего, как силовое, наступательное средство радиоэлектронной и информационной борьбы. Основными стратегическими и оперативными задачами, которые можно будет решать с помощью ЭМИоружия, являются:

• стратегическое сдерживание агрессии;

• дезорганизация систем управления войсками и оружием противника;

• снижение эффективности его наступательных воздушных, сухопутных и морских действий;

• обеспечение господства в воздухе путем поражения средств ПВО и РЭБ противоборствующей стороны.

Электронные боеприпасы могут быть использованы для воздей ствия на районы возможных позиций мобильных и переносных ЗРК, в системах ближней защиты летательного аппарата. Эффект применения ЭМБ выражается, к примеру, в выводе из строя системы обнаружения цели переносного ЗРК, его головки самонаведе ния, причем эти эффекты могут быть достигнуты, даже если в момент воздействия переносной ЗРК находится в неактивном состоя нии. Защита летательного аппарата может осуществляться с помощью ЭМБ, который выстреливается навстречу атакующей ракете и поражает ее головку самонаведения с помощью бортового генератора направленного излучения. По аналогичному принципу проектируются и перспективные комплексы защиты танков от противо танковых ракет, комплексы борьбы с различными высокоточными боеприпасами.

Рисунок 3 - Взрывомагнитный генератор МК-1.(анимация: 11 кадров, 11 циклов повторения, 312 Кб
Выводы

Представленные материалы дают основание предполагать, что уже в ближайшие десятилетия появление высокоэффективных ЭМИвооружений будет в состоянии коренным образом влиять на ход развития технологий изготовления и облик перспективных ра диоэлектронных систем не только военного, но и гражданского на значения.

Примечание

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: июнь 2017 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

1. 1. ЭЛЕКТРОНИКА: НТБ,1999, №6, с.40–44.

2. Carlo Kopp. The EBomb – a Weapon of Electrical Mass Destruction. (www.cs.monash.edu.au/~carlo).

3. Справочник по радиолокации /Под ред. М. Сколника. Т. 2. М.: Сов. радио. 1976.

4. Дев ятков Н .Д. и др. Воздействие низкоэнергетического им пульсного КВЧ и СВЧизлучения наносекундной длительности с большой пиковой мощностью на биологические структуры (зло качественные образования). – Доклады Академии наук СССР, 1994, т.336, № 6

5. Хлуновская Е. А., Сл еп ченко Л.Ф. Специфичность влияния сверхвысокочастотного импульсномодулированного электро магнитного поля на вызванные потенциалы зрительной, слухо вой и сенсомоторной коры мозга кошки при стимуляции светом и звуком. – Биофизика, 1995, т. 40, вып.2.