家电问题

电磁脉冲原理

非核武的电磁脉波炸弹，必须先有可瞬间产生强大电磁能且可将此能量携至目标区的装置，其中关键的成熟技术有：爆炸的流量压缩产生器(Flux Compression Generator;FCG)、磁石发电机-流??动力产生器(Magneto-Hydrodynamic Driven;MHD)、和高能微波源虚阴极装置(Vircator Device)。 (1)爆炸流量压缩产生器(Explosive FCG) 流量产生器(FCG)是一种可在数十至数百微秒内产生百万焦耳(megajoules)峰值电 能的装置，而这装置可以达到简单且量轻的需求。 当FCG产生的功率达数十亿仟瓦 至数百亿仟瓦时，其所产...全部

  非核武的电磁脉波炸弹，必须先有可瞬间产生强大电磁能且可将此能量携至目标区的装置，其中关键的成熟技术有：爆炸的流量压缩产生器(Flux Compression Generator;FCG)、磁石发电机-流??动力产生器(Magneto-Hydrodynamic Driven;MHD)、和高能微波源虚阴极装置(Vircator Device)。
   (1)爆炸流量压缩产生器(Explosive FCG) 流量产生器(FCG)是一种可在数十至数百微秒内产生百万焦耳(megajoules)峰值电 能的装置，而这装置可以达到简单且量轻的需求。
  当FCG产生的功率达数十亿仟瓦 至数百亿仟瓦时，其所产生的电流将是一般闪电电流的一千倍以上。FCG的工作原 理是利用快速爆炸的机械能转换为电磁场的装置。如图(一)所示的螺旋式FCG为最 常被运用在炸弹和弹头的设计上。
  FCG在爆炸电荷产生之前需有一预置的电磁通量 ，称之为预置通量。此预置通量通常经由FCG的电流放电所产生，此电流称为启动 电流。此启动电流理论上可由任何可产生数十至数百万安培脉波电流之装置来达 成。
  最常用的装置为高压电容组。当启动电流达到峰值时，此爆炸即被启动。这 爆炸将使电枢管(Armature Tube)膨胀变形，使与传输线圈(Stator Winding)形成 短路，并中断启动电流。
  当爆炸持续进行，电枢管将变形为张角12至19度之角锥 状，并沿轴向传递前进。此种持续前进的短路，将会压缩电磁场并减少线圈电感 ，使线圈电流直线上升，直到产生器崩溃为止。已展示过的资料显示，上升时间 约为数十至数百微秒，峰值电流为数千万安培，峰值能量为数千万焦耳。
   (2)爆炸推进趋动MHD产生器(Explosive and Propellant Driven MHD Generator s) 目前被使用的技术是磁石发电机-流??动力装置(Magneto-Hydrodynamic Device; MHD)产生器MHD装置的设计的基本原理，是在磁场中移动将一个传导??，产生电流 改变磁场及传导??运动的方向。
   (3)高能微波源--虚阴极(Vicator) 流量产生器(FCG)的致命性受限於低於一兆赫之低能脉波的偶连效率(Coupling e fficiency)而使用高能微波装置则可获得较佳的偶合效率，亦使其更加致命。
  目 前较适合应用於军事用途的高能微波装置(即高能产生器)是虚阴极振汤器(Virca tor Oscillator)，因为它具有简单便宜强固，且能产生高达数十千兆瓦的微波能 量。虚阴极振汤器的工作原理比流量产生器(FCG)复杂。
  其基本原理系根据加速电 子束至相对论速度(光速)，此速度可将电子打击穿过阳极电网，这些通过阳极电 网的电子，会在阳极後方形成一团空间的自由电荷泡，称之为虚阴极。虚阴极振 汤器系利用低阻抗的二极??以产生远超过空间电荷极限电流(Space-Charge Limi ting Current)的高电流，此高电流使得在与阴极对称的位置形成一虚阴极，而将 後来的电子反射回去，这些电子就在阴极与虚阴极之间来回振汤而产生微波，因 其所产生的微波频率与其电子束密度平方根成正比，而利用一外加轴向磁场强度 之变化可改变其电子束之密度，因而改变其所产生的微波频率，若其外加轴向磁 场可作快速之变化，则其产生之微波波长也随之作快速之变化。
  在适当的条件下 ，假如将不稳定的虚阴极放在微波腔中，则会在微波腔内振汤，而产生微波频段 的电磁波。因此如使用已成熟的微波工程技术，可从振汤的虚阴极中抽取大的峰 值能阶。而阳极将会在约1μSec左右汽化或融化。
  由於振汤的频率与电子束持性 参数密切相关，且Vircator有随电子束电流量而改变模态和频率漂移的特性。因 此适当的调控电子束电流，可变频至较宽的频段。由已发表的实验资料显示，可 在Ｄ至Ｋ频段产生峰值功率在170 Kw至40 Kw之电磁脉波。
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