СВОБОДНО ОСЦИЛЛИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ
FREELY OSCILLATING ELECTROMAGNETIC ACCELERATOR

Изобретение относится к области ускорительной техники и может быть использовано для моделирования микрометеоритов и техногенных частиц.
Известен линейный многоступенчатый ускоритель, состоящий из ферромагнитной частицы, диэлектрической трубки, тягового соленоида, управляющего устройства, датчика линейного ускорения трубки и средства поочередной коммутации (Патент РФ №2331033, МПК F41B 6/00. Опубл. 10.08.2008. Бюл.22),
Наиболее близким аналогом является резонансный электромагнитный ускоритель (Сухачев К.И., Семкин Н.Д., Калаев М.П., Телегин A.M., Родин Д.В., Пияков А.В. патент №2466340 F41B 6/00 опубл. 10.11.2012), содержащий ферромагнитный ускоряемый объект, цилиндрическую немагнитную трубу с соосно закрепленными на ней и последовательно расположенными тяговыми соленоидами, средства коммутации обмоток соленоидов по сигналам управляющего устройства, силовые шины коммутации, конденсаторный источник энергии, изолированные драйверы, обратные диоды, датчик тока и шины управления.
Недостатками патента являются следующие.
- Невозможность непрерывного ускорения потока частиц.
- Наличие сложной системы коммутации и управления.
- Необходимость использовать большой накопитель энергии.
Поставлена задача разаработать электромагнитный ускоритель свободный от вышеуказанных недостатков.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном ускорителе, содержащем ферромагнитный ускоряемый объект, цилиндрическую немагнитную трубу, согласно изобретению введены магнитный инжектор, резонаторы, блоки питания резонаторов, цепи обратной связи и система просчета фазы колебаний, соленоиды резонаторов соосно и последовательно расположены на диэлектрической трубе, резонаторы соединены с блоками питания резонаторов, информационный выход блоков питания через блоки обратной связи соединены с системой просчета фазы, выход которой подключен к управляющему входу магнитного инжектора.
Сущность изобретения подтверждается чертежом, где на фигуре 1 изображена структурная схема свободно осциллирующего электромагнитного ускорителя.
Устройство содержит ферромагнитный ускоряемый объект 1, диэлектрическую трубку 2, резонаторы 3, блоки питания резонаторов 4, цепи обратной связи 5, систему просчета фазы 6, магнитный инжектор 7. Ферромагнитная частица 1 находится внутри немагнитной диэлектрической трубки 2, на которой соосно закреплены соленоиды резонаторов 3, подключенные к блокам питания резонаторов 4, информационный выход которых соединен со входом блоков обратной связи 5, выход которых подключен к системе просчета фазы 6, выход системы просчета фазы соединен с управляющим входом магнитного инжектора 7.
Устройство работает следующим образом. Блоки питания резонаторов 4 запускают и подпитывают колебательный процесс в контуре резонаторов 3, причем частота свободных колебаний каждого следующего резонатора увеличивается. Контур каждого резонатора должен иметь максимально высокую добротность. Благодаря этому энергия запасается не в виде статичного электрического поля накопителя, как в классических электромагнитных ускорителях, а в виде динамичного электромагнитного. Информация о частоте и мгновенном значении тока в контуре поступает через цепи обратной связи 5 в систему расчета фазы 6, которая просчитывает, в какой момент времени фаза колебания всех контуров будет благоприятной для ускорения ферромагнитной частицы 1. При наступлении такого момента система просчета фазы подает управляющий импульс на магнитный инжектор 7, который выкидывает ферромагнитную ускоряемую частицу 1 в диэлектрическую трубу 2, подхваченная магнитным полем ускоряемая частица начинает падать по стенкам потенциальной ямы, созданной соленоидами резонаторов.
Применение предложенного технического решения позволяет отказаться от систем коммутации, упростить конструкцию ускорителя и снизить стоимость благодаря отказу от конденсаторного накопителя и от коммутаторов. Предложенный метод ускорения позволяет непрерывно ускорять поток частиц с некоторым распределением по скоростям. Универсальность ускорителя по отношению к ускоряемым массам сохраняется на высоком уровне благодаря легкости подстройки частоты свободных колебаний контуров, добавляя или убирая емкость резонатора. Таким образом, предложенный ускоритель позволяет добиться высоких скоростей частиц, но при этом отличается повышенной простотой конструкции и легкостью обслуживания.