En stötvågssändare , UVI är den mest effektiva för närvarande en typ av explosiv källa för radiofrekvent elektromagnetisk strålning med en "virtuell" liner.
Enheten av en av de mest effektiva typerna av UVI - med sfäriskt symmetrisk fältkompression - liknar enheten för en kärnvapenbomb av implosionstyp . UVI av denna typ består av ett magnetiskt system ( permanentmagneter och en magnetisk krets ), monterad i form av korsande ringar med magnetiska poler i form av trunkerade koner riktade mot mitten av den bildade sfären. Inuti de magnetiska kärnorna finns en sk. distributör - en sfär av plast, inuti vilken det finns en sfärisk laddning av ett kraftfullt sprängämne (BB) med hög detonationshastighet . I sin tur, inuti den sfäriska sprängladdningen finns en central hålighet i vilken en enda kristall av cesiumjodid är installerad. Enkristallens huvudaxel löper i riktning mot systemets magnetfält. Polkoner gjorda av mjukt magnetiskt material samlar upp magnetfältet i området som upptas av denna enkristall.
En sfär av plast , som kallas en sfärisk detonationsfördelare, har på sin yttre yta ett komplext system av spår fyllda med sprängämnen med en mycket stabil detonationshastighet. Spåren slutar med överföringshål - startpunkter för huvudsprängladdningen. Det kan finnas flera dussin sådana hål. Spårsystemet är tillverkat enligt Riemann-geometrin på ett sådant sätt att det ger lika vägar för detonationsvågen från den primära detonatorn till vart och ett av hålen. Ledningen av initieringspunkter görs ibland på två nivåer - en yttre nivå med ett mindre antal initieringspunkter placeras ovanför huvudledningarna och initierar detonation vid initieringspunkterna för den senare, vilket i sin tur initierar detonation i huvudsprängämnet avgift.
Sålunda, när den primära detonatorn detoneras, verkar detonationspulsen, efter att ha passerat genom överföringshålen, på den sfäriska laddningens sprängämne. Denna puls orsakar i sin tur detonation av en sfärisk laddning samtidigt vid många punkter, vilket bildar en konvergerande sfärisk detonationsvåg med ett tryck på dess framsida av storleksordningen tiotals GPa (hundratusentals atm.). Därefter påverkar detonationsvågen ytan av en enda kristall av cesiumjodid, med magnetfältet för konpolerna i det magnetiska systemet fokuserat i denna kristall. Under påverkan av en detonationsvåg ökar trycket på ytan av en enskild kristall abrupt och når värden i storleksordningen 100 GPa (cirka 1 miljon atm.). Detta bildar en stötvåg i enkristallen som fortplantar sig från dess yta till mitten med en hastighet av cirka 10 km/s. Längst fram i denna sfäriskt symmetriska stötvåg dissocierar ämnet och passerar först till ett atomärt och sedan till ett joniserat ledande tillstånd . I detta fall upplever magnetfältet inuti enkristallen en mycket snabb sfäriskt symmetrisk kompression.
Stötvågen i enkristaller kännetecknas av en slät front, vilket gör det möjligt att erhålla en mycket liten slutlig storlek på kompressionsområdet med minimala geometriska distorsions. Valet av cesiumjodid beror i synnerhet på den låga joniseringspotentialen hos cesiumatomer, vilket leder till ett betydande hopp i konduktiviteten vid stötvågsfronten.
Det är alltså inte ett metallfoder som utsätts för kompression (som i konventionella explosiva magnetiska generatorer som fungerar enligt A. D. Sakharovs princip ), utan en "virtuell" liner som består av ett ämne komprimerat och joniserat av en stötvåg. I slutet av kompressionsfasen, på grund av hudeffekten, är storleken på området för det sfäriskt symmetriskt komprimerade magnetfältet mycket mindre än den initiala radien för enkristallen (mer än tusen gånger). Detta leder till en mycket snabb och signifikant ökning av magnetfältets styrka.
Om UVI är korrekt monterad konvergerar chockvågen nästan till en punkt och efter att ha reflekterats ändrar den riktning till motsatt. Som ett resultat börjar magnetfältet minska. Under dessa processer sker en icke-monoton förändring i fältet under korta tidsintervall, vilket kännetecknas av en abrupt förändring i det magnetiska momentet hos det aktuella arket. Detta leder till generering av pulsad radiofrekvent elektromagnetisk strålning (RFEM). Typiska värden för genereringslängden är mindre än en nanosekund, frekvensen för den mottagna strålningen är från hundratals megahertz till hundratals gigahertz i en puls.
Det används i stridsenheter av kraftfulla elektromagnetiska bomber , granater, minor och andra elektromagnetiska vapen , vars handling är baserad på att träffa mål med radiofrekvens elektromagnetisk strålning (RFEMI) [1] .
UVI-designen i "kompressions"-enheten av en cesiumjodid enkristall av en konvergerande sfärisk våg liknar designen av en kärnladdning av implosionstyp , där en plutoniumsfär också komprimeras av en konvergerande sfärisk stötvåg. Det initiala magnetfältet i en sfärisk enkristall skapas av ett system av permanentmagneter och magnetiska kretsar. Det är nödvändigt att exakt tillverka elementen i krympningsanordningen för att förhindra den minsta förvrängning av stötvågens sfäricitet, vilket orsakar instabilitet hos vågfronten och minskar utsignalen från REMI. Dessutom måste den explosiva enheten för bildandet av en sfärisk stötvåg ha en hög detonationsstabilitet. På grund av den höga tillverkningsnoggrannheten och användningen av mycket stabila sprängämnen är kostnaden för UVI jämfört med andra typer av explosiva generatorer av elektromagnetiska pulser hög, så UVI används endast för ansvarsfulla slag mot de viktigaste målen.
Den grundläggande utformningen av UVI, som påminner om utformningen av kärnladdningar för artillerigranater, tillåter inte heller tillverkning av UVI med mindre än vissa dimensioner, precis som utformningen av de nämnda kärnladdningarna inte tillåter att de används i projektiler med en kaliber mindre än 152-155 mm. För närvarande kan minsta kaliber av ammunition för elektromagnetisk strålning (EMR) med en stötvågssändare vara 105 mm, vilket tillåter användning av sådana vapen med artilleripjäser, minor och raketer.
Således hindras användningen av UVI i masstillverkad ammunition av deras höga kostnad och komplexitet i produktionen. Dessutom finns det en begränsning som förhindrar en ökning av effekten (för en given storlek på strålkällan) utöver ett visst värde. Denna begränsning är relaterad till fenomenet med nedbrytning av luften som omger källan, eftersom strålningsenergidensiteten på källans yta inte bör överstiga nedbrytningsvärdet för den omgivande luften, annars kommer UVI-energin att absorberas av urladdningsplasman. Av denna anledning verkar skapandet av en för kraftfull och samtidigt liten UVI olämplig, och det kommer alltid att finnas ett samband mellan dess storlek och det maximala effektiva avståndet. Lösningen på detta problem är att minska tiden för strålningsgenerering till subnanosekundområdet och ännu mindre, eftersom det i detta fall blir möjligt att öka de maximalt tillåtna värdena för energitätheten för UVI-strålning.
I början av 1950-talet i Sovjetunionen, när man studerade kärnfusionsreaktioner, uppstod ett behov av en anordning som skapar mycket korta och kraftfulla pulser av elektrisk ström. Vid den tiden fanns redan Marx-generatorn , som då var den enda enheten som kunde producera pulser med så hög effekt. Den oöverkomliga kostnaden för det stora antalet kondensatorer som används i Marx-generatorn föranledde forskning om mer ekonomiska konstruktioner. De första stötvågsutsändarna var baserade på Andrej Sacharovs idéer .
UVI föreslogs först av A. B. Prishchepenko och testades den 2 mars 1984 på Geodesi-övningsplatsen i Krasnoarmeysk (USSR); Samma år fick UVI ett upphovsrättscertifikat. Senare formulerade A. B. Prishchepenko de allmänna principerna för stridsanvändning av elektromagnetisk ammunition.