5.10

Опыты со сверхпроводниками. Взрывы выбивают стекла и магнитное поле из железных пластин

В ходе февральской и апрельской сессий проводились не только нудные опыты по оптимизации ЦУВИ. Попросил о помощи Слепцов из НИИВТ: он хотел определить критические токи в создаваемых его лабораторией высокотемпературных сверхпроводниках — микронной толщины пленках из YBa2Cu3O7, нанесенных на подложки из искусственного сапфира. Как предполагал Слепцов, токи, при которых такие пленки должны переходить из разряда сверхпроводников в плохие изоляторы, составляли килоамперы. Но скачки сопротивления ведут к скачкам тока в контуре, что не могжет не сопровождаться существенным изменением магнитного момента, второй производной которого по времени, как известно, пропорциональна мощность РЧЭМИ. Пришлось попросить, чтобы пленки были напылены на сапфировые подложки в виде колец…

Ценность сверхпроводникового излучателя (рис. 5.17) состояла в том, что его можно было сделать невзрывным (например, получив импульс тока в соленоиде от кабельного формирователя), и в этом качестве использовать для исследований воздействия сверхширокополосного РЧЭМИ на электронику в лабораторных, а не полигонных условиях, что во многих случаях более удобно.

5.10    Опыты со сверхпроводниками. Взрывы выбивают стекла и магнитное поле из железных пластин
5.10    Опыты со сверхпроводниками. Взрывы выбивают стекла и магнитное поле из железных пластин

Рис. 5.17

Схема излучателя с переключающим элементом из сверхпроводника и элементы «сверхпроводникового» излучателя: соленоид с подводящими кабелями (их много — чтобы снизить сопротивление) и кольцо из сверхпроводника.

Одновитковый соленоид из меди 1 окружает кольцо 2. Оба погружены в жидкий азот 3, где кольцо обретает сверхпроводимость. Источник тока формирует в соленоиде 1 импульс с коротким (в сотню наносекунд) фронтом.

Индуктивность соленоида вначале мала, потому что внутри него находится сверхпроводящая вставка, поэтому возрастание тока определяется только возможностями формирователя. Магнитное поле сосредотачивается в узком зазоре между сверхпроводником и соленоидом: в сверхпроводник оно не может проникнуть, потому что там индуцируется ток, полностью его компенсирующий, а в соленоид из меди хоть и проникает, но медленно. Когда ток в сверхпроводнике превышает критическое значение, возникает фазовый переход, по одну сторон которого пленка еще сверхпроводящая, а по другую — проводит плохо. Фронт перехода двигается от периферии кольца к его оси. Как оказалось, скорость этого движения довольно велика (десяток километров в секунду или сантиметр в микросекунду), но слабо зависит от индукции внешнего магнитного поля. Это позволяет за те доли микросекунды, пока магнитное поле «ест» сверхпроводимость кольца шириной в несколько миллиметров, успеть «накачать» существенную энергию в соленоид. Когда же фронт фазового перехода достигает внутренней границы кольца, ток, а значит, и магнитный момент меняются очень быстро и эмиссия РЧЭМИ существенна, хотя и уступает по мощности излучению ЦУВИ почти два порядка.

Результаты опытов по определению критических токов в сверхпроводниках были представлены на конференции в Самарканде. Был представлен на международной конференции и доклад об излучателе.

Потом началась серия испытаний на полигоне Кызбурун-3. В новом ЦУВИ — сборке Е-23 — УВ в рабочем теле (РТ) создавалась уже не контактной детонацией, а ударом сжимаемого взрывом лайнера (рис. 5.18), что позволяло одновременно увеличить и магнитное поле и давление ударной волны в РТ, но все равно сборка вместе с конденсатором выглядела так, что никаких ассоциаций с устройством, которое можно разместить в боеприпасе, не вызывала.

5.10    Опыты со сверхпроводниками. Взрывы выбивают стекла и магнитное поле из железных пластин
5.10    Опыты со сверхпроводниками. Взрывы выбивают стекла и магнитное поле из железных пластин

Рис. 5.18

Сверху — схема цилиндрического ударно-волнового излучателя, в котором катушка, окружающая рабочее тело (РТ) из монокристалла выполняет три функции:

— создает начальное магнитное поле;

— увеличивает индукцию созданного поля при сжатии взрывом;

— формирует в рабочем теле ударную волну при ударе по его поверхности.

Ниже — осциллограмма производной магнитного поля на оси рабочего тела, снятая с помощью высокоскоростного осциллографа. «Хлыст» соответствует сжатию поля после удара лайнера по поверхности РТ. Видно, насколько ударная волна сжимает поле быстрее, чем лайнер, жалкий сигнал от сжатия поля которым — на уровне высот меток времени (ср. с осциллограммой рис. 4.13). Справа — ЦУВИ (в верхней левой части снимка) подключен к высоковольтному конденсатору (вес — 120 кг), ток разряда которого создает в рабочем теле из монокристалла необходимое для эмиссии РЧЭМИ магнитное поле.

Не «выручал» и СВМГ с постоянными магнитами: коэффициент его усиления в этом случае должен был составлять десятки тысяч и боеприпас получался слишком длинным для большинства носителей.

Исследовались также ЦУВИ, увеличенные в два и три раза — для получения данных, необходимых теоретикам Бармина для расчетов некоторых важных частных случаев. Идея опытов заключалась в следующем: не все интересующие параметры можно было измерить напрямую, но предполагалось подобрать такую комбинацию этих параметров, которая согласовывалась бы с расчетами для всех трех сборок различных размеров. Взрывы в Кызбуруне-3 в те дни были значительно более мощными, чем ранее, в соседнем поселке лопались стекла и перестали нестись куры.

Похожие книги из библиотеки

Танкетка Т-27 и другие

На полях сражений Первой мировой войны сначала появились тяжелые танки, а вслед за ними — средние и легкие. Именно легкие французские танки FT17 оказались наиболее приспособленными для сопровождения пехоты и кавалерии в глубине расположения противника, после прорыва полосы его обороны. Благодаря дешевизне и относительной простоте конструкции, легкие танки выпускались в значительно больших количествах, чем остальные. Так, например, к моменту заключения перемирия 11 ноября 1918 года было изготовлено 3177 легких танков FT17. По-видимому, последнее обстоятельство, а также то, что легкие машины с экипажем всего из двух человек оказались на поле боя чуть ли не эффективнее тяжелых, подтолкнуло военных к мысли «одеть» броней каждого пехотинца. Французский полковник Ж.Этьенн и британский майор Дж.Мартель мечтали о «роях бронированных застрельщиков» — легких и дешевых бронированных машинах с экипажем из одного-двух человек. Такие сверхмалые машины получили название «танкетка» — французское уменьшительное от английского слова «танк». Уже после окончания войны идея их создания и боевого применения была развита английским военным теоретиком Дж.Фуллером. В середине 1920-х годов начался своего рода танкетный бум.

Приложение к журналу «МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР»

Потопленные

В книге описываются боевые действия японских подводных лодок в 1941–1945 гг.

Автор освещает такие вопросы, как применение сверхмалых подводных лодок и человекоторпед; использование специальных самолетов с подводных лодок; артиллерийский обстрел с лодок побережья США; снабжение гарнизонов на блокированных противником островах; переходы лодок из Японии в оккупированные немцами европейские порты Франции, и другие вопросы.

В приложениях к книге помещены таблицы, характеризующие состояние подводного флота Японии накануне войны, строительство лодок в ходе войны и потери.

Подводные лодки советского флота 1945-1991 гг. Том 1. Первое поколение АПЛ

В монографии собраны и систематизированы опубликованные в открытой печати работы специалистов, связанных с проектированием, постройкой и эксплуатацией отечественных лодок после завершения Второй мировой войны и вплоть до распада Советского Союза. В ней описаны все проекты, в том числе и нереализованные, рассказано об истории их создания, технических особенностях и всех модернизациях, а также о зарубежных аналогах. Кроме того, дана краткая оценка тактических свойств. Представлены схемы внешнего вида, продольные разрезы проектов и каждой их модификации. В монографии также содержатся сведения обо всех построенных в этот период отечественных лодках. Приведены данные об их названиях, заводских номерах, датах постройки, вывода из боевого состава и исключения из списков флота, а также о важнейших этапах эксплуатации. Описаны наиболее характерные аварии и катастрофы.

Северная война 1700-1721 [Полководческая деятельность Петра I]

В книге о Северной войне изложен ход этой войны, на конкретных операциях показаны полководческая деятельность Петра I и новые оперативно-тактические принципы ведения войны, разработанные им. Рассказано о героической партизанской борьбе русского, украинского и белорусского народов против шведских захватчиков. В книге изложен ряд других вопросов, связанных с организацией, обучением и воспитанием русской регулярной армии, ставшей при Петре I одной из самых сильных армий в Европе.

Настоящий труд является результатом длительного исследования автором этой темы. Материалом для исследования служили документы о Северной войне, опубликованные в XVIII, XIX веках и в начале XX века. Кроме этого, были привлечены новые архивные материалы Центрального военно-исторического архива. По Государственному архиву феодально-крепостнической эпохи (ГАФКЭ) использованы два фонда — кабинетные дела Петра I и дела Министерства иностранных дел.

Книга рассчитана на офицерский состав Красной Армии, преподавателей истории военного искусства, преподавателей вузов и партийный актив.