RU188922U1 - Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). - Google Patents
Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). Download PDFInfo
- Publication number
- RU188922U1 RU188922U1 RU2018141910U RU2018141910U RU188922U1 RU 188922 U1 RU188922 U1 RU 188922U1 RU 2018141910 U RU2018141910 U RU 2018141910U RU 2018141910 U RU2018141910 U RU 2018141910U RU 188922 U1 RU188922 U1 RU 188922U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- laser
- conductors
- pin
- electric discharge
- Prior art date
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims abstract description 42
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 45
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 11
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 235000006693 Cassia laevigata Nutrition 0.000 description 1
- 241000522641 Senna Species 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005591 charge neutralization Effects 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229940124513 senna glycoside Drugs 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T19/00—Devices providing for corona discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05F—STATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
- H05F3/00—Carrying-off electrostatic charges
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния) относится к области электрических аппаратов, предназначенных для создания электрического разряда и его дистанционного воздействия на объект/тело, и может быть использовано в науке, в промышленности и в других применениях. Наиболее перспективно применение полезной модели в сфере дистанционного воздействия электрическим разрядом/током на объекты/тела, а также в любой сфере, где требуется использование направленных электрических разрядов в воздухе.Суть полезной модели заключается в том, что устройство формирования высоковольтных импульсов создаёт одиночный импульс с высоковольтным напряжением U и длительностью t или последовательность однополярных или разнополярных импульсов с высоковольтным напряжением U и длительностью t, которые подаются на дипольную двухштыревую антенну, где в качестве одного штыря распространения электрического разряда/тока (управляемой молнии) выступает короткий электрод в диэлектрической изоляции и луч лазера или ионизированный/плазменный канал в воздухе, а в качестве второго штыря распространения электрического разряда/тока выступает длинный проводящий штырь в диэлектрической изоляции или безиндуктивная катушка с намоткой Айртона-Перри или с кольцевой безиндуктивной намоткой.
Description
Суть полезной модели: Суть полезной модели заключается в том, что устройство формирования высоковольтных импульсов создаёт одиночный импульс с высоковольтным напряжением U и длительностью t или последовательность однополярных или разнополярных импульсов с высоковольтным напряжением U и длительностью t, которые подаются на дипольную двухштыревую антенну, где в качестве одного штыря распространения электрического разряда/тока (управляемой молнии) выступает короткий электрод в диэлектрической изоляции и луч лазера или ионизированный/плазменный канал в воздухе, а в качестве второго штыря распространения электрического разряда/тока выступает длинный проводящий штырь в диэлектрической изоляции или безиндуктивная катушка с намоткой Айртона-Перри или с кольцевой безиндуктивной намоткой.
Описание полезной модели: Полезная модель относится к области электрических аппаратов, предназначенных для создания электрического разряда и его дистанционного воздействия на объект/тело, и может быть использовано в науке, в промышленности и в других применениях. Наиболее перспективно применение полезной модели в сфере дистанционного воздействия электрическим разрядом/током на объекты/тела, а также в любой сфере, где требуется использование направленных электрических разрядов в воздухе.
1 – короткий электрод в диэлектрической изоляции; 2 – проводящий штырь в диэлектрической изоляции; 3 – лазер; 4 – луч лазера (3) или ионизированный/плазменный канал в воздухе; 5 – устройство формирования высоковольтных импульсов; 6 – безиндуктивная катушка; 7 – кольцевые проводники; 8 - перемычка-проводник; 9 - изолятор/диэлектрик; 10 – источник питания; 11 - схема управления; 12 - повышающий высоковольтный трансформатор; 13 - ключи К; 14 - диоды D.
I раз и др. - векторное представление величин, Iраз и др. – скалярное представление величин. (-) в круге вектор выходит из плоскости изображения, (+) в круге вектор входит в плоскость изображения.
На фиг. 1 – дипольная штыревая антенна с длинными штырями; на фиг. 2 – вариант устройства направленного электрического разряда (управляемая молния) с использованием лазера и длинного штыря в дипольной штыревой антенне; на фиг. 3 – безиндуктивная катушка с кольцевой безиндуктивной намоткой; на фиг. 4 – устройство направленного электрического разряда (управляемая молния) с использованием лазера и безиндуктивной катушки; на фиг. 5 – вариант устройства формирования высоковольтных импульсов (5).
Известно, что электрическое поле, электрический ток и электрический разряд (молния) стремятся распространяться по пути наименьшего сопротивления, например, электрический ток течёт по проводнику, молния бьёт в молниеотвод. Также известны успешные опыты по направлению электрических разрядов по лучу лазера (http://www.nanonewsnet.ru/news/2012/lazer-mozhet-upravlyat-molniei, https://ru.wikipedia.org/wiki/Электролазер) и опыты по направлению природных молний по лучу лазера (https://econet.ru/articles/11319-uchenye-predlozhili-upravlyat-molniyami-pri-pomoschi-lazera). Следовательно, можно направить электрический заряд по лучу лазера, который предварительно создаёт ионизированный (плазменный) канал в воздухе, по которому и распространяется электрический заряд/ток по пути наименьшего сопротивления. Но следует отметить, что направленные электрические заряды (управляемые молнии) по лучу лазера (выше) происходят между электродами, на которые подаются высоковольтные импульсы, а не в свободно выбранном произвольном направлении пространства. В тоже время, если взять дипольную штыревую антенну (на фиг. 1) с длиной каждого проводящего штыря в диэлектрической изоляции (2) (далее штырь (2)) антенны равным L>ct (где с – скорость света, t – длительность импульса) и подать на неё от устройства формирования высоковольтных импульсов (5) импульс напряжением U и длительностью t, то электромагнитное поле не успеет распространиться/«долететь» до конца каждого штыря (2) дипольной антенны, при этом электрический ток/разряд Iраз от высоковольтного импульса будет распространяться только по штырям (2) дипольной антенны (при наличии диэлектрического покрытия на проводящих штырях), т.к. штыри (2) дипольной антенны являются проводниками (путь наименьшего сопротивления для электрического тока/разряда).
Следовательно, если один штырь дипольной антенны заменить на короткий электрод в диэлектрической изоляции (1) кроме его конца, который расположен рядом с лучом (4) лазера (3) (на фиг. 2), а второй штырь (2) остаётся неизменным, то получается дипольная штыревая антенна, у которой один штырь (2) в виде проводника в диэлектрической изоляции, а второй штырь представляет собой короткий электрод (1) в диэлектрической изоляции и луч (4) лазера (3) или ионизированный/плазменный канал в воздухе (4). После подачи от устройства формирования высоковольтных импульсов (5) импульса с высоковольтным напряжением U и длительностью t на такую дипольную антенну (на фиг. 2), электрический ток/разряд Iраз будет распространяться с одной стороны дипольной штыревой антенны по штырю (2), а с другой стороны по короткому электроду (1) и по лучу (4) лазера (3) или по ионизированному/плазменному каналу в воздухе (4), т.е. будет направленный электрический разряд Iраз по лучу (4) лазера (3) (управляемая молния) в свободно выбранном направлении пространства куда направлен луч (4) лазера (3). Недостатком данного варианта устройства направленного электрического разряда (управляемой молнии) с использованием лазера (3) и одного длинного штыря (2) в дипольной штыревой антенне на фиг. 2 является то, что длина штыря (2) должна быть больше величины L>ct. Соответственно, даже для коротких импульсов электрического разряда длительностью t=1мкс=10-6с длина штыря (2) должна быть больше L>300м, что является неприемлемым для мобильных устройств, а также представляет технические трудности и для стационарных устройств.
Чтобы кардинально уменьшить длину штыря (2) его можно скрутить в виде катушки, но в этом случае возникнет большая индуктивность, которая ограничит возрастание тока электрического разряда, следовательно, надо использовать безиндуктивную намотку при уменьшении длины штыря (2), например, намотку Айртона-Перри (https://en.wikipedia.org/wiki/File:Types_of_winding_by_Zureks.png), которая используется при производстве безиндуктивных проволочных сопротивлений. В этом случае при намотке на радиус R количество витков намотки Айртона-Перри составит n=L/πR=ct/πR и для толщины провода намотки d получаем длину намотки равную nd=dL/πR=dct/πR, т.е. длина штыря с безиндуктивной намоткой Айртона-Перри уменьшается в d/πR раз. Например, при R=100мм и d=1мм получаем уменьшение длины в d/πR≈314 раз, т.е. длина штыря в виде безиндуктивной катушки (6) с безиндуктивной намоткой Айртона-Перри для t=1мкс=10-6с составит ≈1м. Недостатком намотки Айртона-Перри является то, что намотка делается проводом диаметром d, который сложно уменьшить, если требуется определённое сечение провода, а также наличие перехлёста проводов в этой обмотке, которое создаёт неравномерность при взаимной компенсации магнитных полей встречных токов в проводах этой обмотки, а также разница длин встречных проводов, обусловленная наличием их перехлёста в этой обмотке, кроме этого намотка Айртона-Перри технологически сложна и дорога. Чтобы исключить эти недостатки намотки Айртона-Перри модифицируем её, заменив встречную намотку двух проводов из n витков - n плоскими кольцевыми проводниками (7) с n-1 изоляторами (9) между ними на фиг. 3 (сверху) и соединённые n-1 перемычками-проводниками (8). Кольцевые проводники (7) с внутренним радиусом Rвн, внешним радиусом Rнар и толщиной d располагаются параллельно друг другу через изоляторы (9) толщиной х так, что их оси симметрии совпадают, и электрически соединяются между собой перемычками-проводниками (8) толщиной b и высотой х, равной толщине х изоляторов (9), при этом перемычки-проводники (8) находятся на диаметрально противоположных сторонах каждого кольцевого проводника (7) относительно его оси симметрии и с противоположных плоскостей каждого кольцевого проводника (7). Соответственно, при подключении первого кольцевого проводника (7) к устройству формирования высоковольтных импульсов (5) на фиг. 3 (снизу) и подачи от него высоковольтного импульса напряжением U и длительностью t в первом кольцевом проводнике (7) происходит разделение тока Iраз на две равные части Iраз/2, которые протекают по полукольцам первого кольцевого проводника (7) до перемычки-проводника (8) на диаметрально противоположной его стороне и соединяются в ней (8) в ток Iраз, который переходит во второй кольцевой проводник (7), где опять происходит разделение тока Iраз на две равные части, которые протекают по полукольцам второго кольцевого проводника (7) навстречу токам в полукольцах первого кольцевого проводника (7) до перемычки-проводника (8) на диаметрально противоположной его стороне и соединяются в ней (8) в ток Iраз, который переходит в третий кольцевой проводник (7) и т.д. Токи Iраз/2, протекающие по полукольцам соседних кольцевых проводников (7) направленны встречно, соответственно, их магнитные поля взаимно компенсируются, что полностью аналогично безиндуктивной намотке Айртона-Перри, следовательно, данная кольцевая безиндуктивная намотка представляет из себя безиндуктивную катушку (6), у которой минимальная индуктивность, при этом длина проводников, по которым течёт ток Iраз/2, одинакова и отсутствуют перехлёсты проводников. Для кольцевой безиндуктивной намотки безиндуктивной катушки (6) длина проводников (полуколец) для максимальной длительности t импульса должна быть L=nπRвн>ct, откуда количество кольцевых проводников (7) в безиндуктивной катушке (6) должно быть больше n>ct/πRвн, и габаритная длина кольцевой безиндуктивной катушки (6) составит n(d+x)=(d+x)ct/πRвн, т.е. много меньше длины штыря (2) n(d+x)=(d+x)ct/πRвн<<L=ct. При этом чем больше радиус Rвн и меньше толщина d и х кольцевых проводников (7) и изоляторов (9) между ними, тем короче длина кольцевой безиндуктивной катушки (6), и возможен мобильный вариант её применения.
Следовательно, в качестве второго штыря дипольной штыревой антенны может применяться длинный штырь в диэлектрической изоляции (2) на фиг. 2 или безиндуктивная катушка (6) с намоткой Айртона-Перри или с кольцевой безиндуктивной намоткой по фиг. 3. Также следует отметить, что кольцевую безиндуктивную намотку по фиг. 3 можно изготовить в виде многослойных печатных плат, на которых сформированы кольцевые проводники (7), перемычки-проводники (8) и изоляторы (9), что значительно технологически упрощает и удешевляет производство безиндуктивной катушки (6), и делает её более компактной по габаритным размерам, т.к. в печатных платах размеры d и x могут быть меньше 100мкм.
На фиг. 4 устройство направленного электрического разряда (управляемая молния) с использованием лазера и безиндуктивной катушки, в котором к устройству формирования высоковольтных импульсов (5) с одной стороны подключается короткий электрод в диэлектрической изоляции (1) кроме его конца, который расположен рядом с лучом (4) лазера (3), а с другой стороны безиндуктивная катушка (6), которая дополнительно полностью помещается в герметичный изолятор (9). После подачи от устройства формирования высоковольтных импульсов (5) высоковольтного импульса напряжением U и длительностью t на такую дипольную антенну (на фиг. 4), электрический ток/разряд Iраз будет распространяться с одной стороны дипольной антенны по длине n(d+x)=(d+x)ct/πRвн безиндуктивной катушки (6), а с другой стороны по короткому электроду (1) и лучу (4) лазера (3) или ионизированному/плазменному каналу в воздухе (4), т.е. будет направленный электрический разряд Iраз по лучу (4) лазера (3) (управляемая молния) в свободно выбранном направлении пространства куда направлен луч (4) лазера (3).
Устройство формирования высоковольтных импульсов (5) может быть любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении формирования высоковольтных импульсов требуемого напряжения U и требуемой длительности t. На фиг. 5 изображён вариант устройства формирования высоковольтных импульсов (5), состоящий из источника питания (10), схемы управления (11), повышающего высоковольтного трансформатора (12) и мостовой схемы, состоящей из ключей К (13) и диодов D (14). Устройство формирования высоковольтных импульсов (5) может формировать одиночные импульсы напряжением U и длительностью t или последовательность однополярных или разнополярных импульсов напряжением U и длительностью t. При формировании устройством формирования высоковольтных импульсов (5) однополярных импульсов (фиг. 5 сверху) схема управления (11) в первом такте цикла работы выдаёт сигнал управления включения лазера (3), который создаёт ионизированный/плазменный канал в воздухе (4). Далее схема управления (11) с задержкой времени (равной времени формирования ионизированного/плазменного канала в воздухе (4)) выдаёт сигнал включения на время t двух ключей К (13), которые подключают источник питания (10) с напряжением Uпит к первичной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12), в которой возникает ток I. На вторичной высоковольтной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12) формируется высоковольтный импульс напряжением U и длительностью t, который поступает в дипольную антенну, состоящую из короткого электрода в диэлектрической изоляции (1) и луча (4) лазера (3) с одной стороны, и безиндуктивной катушки (6) с другой стороны. Возникает направленный по лучу (4) лазера (3) электрический разряд/ток Iраз (управляемая молния). Во втором такте цикла работы сначала отключается сигнал управления лазером (3), а затем отключаются два ключа К (13). Возникает обратный ток Iразобр обратного электрического разряда/тока нейтрализации зарядов, который протекает через вторичную высоковольтную обмотку повышающего высоковольтного трансформатора (12) и формирует в первичной обмотке ток Iвоз, который возвращает неиспользованную в электрическом разряде (управляемой молнии) первого такта энергию в источник питания (10) через диоды D (14). При формировании последовательности (пачки) импульсов первый и второй такт цикла работы повторяются необходимое количество раз, при этом повторное включение лазера (3) не обязательно, т.к. уже сформирован ионизированный/плазменный канал в воздухе (4) лазером (3) и протеканием прямого и обратного электрических разрядов/токов Iраз и Iразобр по нему.
При формировании устройством формирования высоковольтных импульсов (5) разнополярных импульсов (фиг. 5 снизу) схема управления (11) в первом такте цикла работы выдаёт сигнал управления включения лазера (3), который создаёт ионизированный/плазменный канал в воздухе (4). Далее схема управления (11) с задержкой времени выдаёт сигнал включения на время t двух ключей К (13), которые подключают источник питания (10) с напряжением Uпит к первичной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12), в которой возникает ток I. На вторичной высоковольтной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12) формируется высоковольтный импульс напряжением U и длительностью t, который поступает в дипольную антенну, состоящую из короткого электрода в диэлектрической изоляции (1) и луча (4) лазера (3) с одной стороны, и безиндуктивной катушки (6) с другой стороны. Возникает направленный по лучу (4) лазера (3) электрический разряд/ток Iраз (управляемая молния). Во втором такте цикла работы сначала отключается сигнал управления лазером (3), а затем отключаются включенные в первом такте два ключа К (13), и включается вторая пара ключей К (13), которая подключает источник питания (10) с обратной полярностью напряжения Uпит к первичной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12), в которой возникает ток I, противоположно направленный аналогичному току в первом такте. На вторичной высоковольтной обмотке повышающего высоковольтного трансформатора (12) формируется высоковольтный импульс с противоположным (напряжению в первом такте) напряжением U и длительностью t, который поступает в дипольную антенну, состоящую из короткого электрода в диэлектрической изоляции (1) и луча (4) лазера (3) с одной стороны, и безиндуктивной катушки (6) с другой стороны. Возникает направленный по лучу (4) лазера (3) электрический разряд/ток Iраз (управляемая молния), в котором ток Iраз направлен противоположно аналогичному току в первом такте. При формировании последовательности (пачки) импульсов первый и второй такт цикла работы повторяются необходимое количество раз, при этом повторное включение лазера (3) не обязательно, т.к. уже сформирован ионизированный/плазменный канал в воздухе (4) лазером (3) и протеканием прямого и обратного электрических разрядов/токов Iраз по нему.
Длительность импульса t определяется расстоянием S до объекта/тела воздействия электрическим разрядом/током Iраз, и должна быть равна или больше величины t≥S/c. Лазер (3) может использоваться как для создания ионизированного/плазменного канала в воздухе (4), так и в качестве лазерного дальномера (https://ru.wikipedia.org/wiki/Лазерный_дальномер) для измерения расстояния S до объекта/тела воздействия и расчёта длительности импульса t≥S/c. Длина L проводящего штыря (2) в диэлектрической изоляции или длина проводников в безиндуктивной катушке (6) с намоткой Айртона-Перри (nd) или с кольцевой безиндуктивной намоткой (n(d+x)) должна быть равна или больше максимальной требуемой дальности S воздействия электрическим разрядом/током Iраз на объекты/тела. Максимальная требуемая дальность S воздействия электрическим разрядом/током Iраз на объекты/тела также определяет необходимую мощность лазера (3) и устройства формирования высоковольтных импульсов (5) (величину напряжения U и тока Iраз). Кроме этого, следует отметить, что т.к. дальность/расстояние S до объекта/тела воздействия может меняться в широких пределах, то оптимально использовать полумостовую, или мостовую схему (на фиг. 5), или аналогичную схему в устройстве формирования высоковольтных импульсов (5), поскольку они позволяют регулировать соответствующую длительность t≥S/c импульса в широких пределах с минимальными потерями, что невозможно в резонансных схемах формирования высоковольтных (синусоидальных) импульсов.
Короткий электрод в диэлектрической изоляции (1) может быть любого типа, формы и конструкции при выполнении основной функции – обеспечении протекания через него электрического тока от устройства формирования высоковольтных импульсов (5) до луча (4) лазера (3). Оптимально, он должен быть из материала с минимальным удельным электрическим сопротивлением и должен иметь диэлектрическое покрытие с напряжением пробоя большим, чем напряжение U высоковольтных импульсов. Например, медный проводник в силиконовой изоляции (кроме той его стороны, которая расположена рядом с лучом (4) лазера (3)).
Проводящий штырь в диэлектрической изоляции (2) может быть любого типа, формы и конструкции при выполнении основной функции – обеспечении протекания через него электрического тока от устройства формирования высоковольтных импульсов (5). Оптимально, он должен быть из материала с минимальным удельным электрическим сопротивлением и должен иметь диэлектрическое покрытие с напряжением пробоя большим, чем напряжение U высоковольтных импульсов. Например, медный проводник в силиконовой изоляции.
Лазер (3) может быть любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении формировании высокоэнергетического луча требуемой мощности и спектра излучения, который ионизирует воздух в заданном направлении на требуемую дальность. Оптимально, длина волны (частота) создаваемого лазером (3) излучения должна быть такой, при которой происходит наибольшая ионизация молекул воздуха. Например, для воздуха (азота и кислорода) – ультрафиолетовый спектр излучения, который наиболее сильно поглощается воздухом, что соответствует максимальной передачи/переходе энергии луча лазера (3) в энергию ионизации молекул воздуха.
Кольцевой проводник (7) в виде электропроводящего кольца должен быть из материала с минимальным удельным электрическим сопротивлением при выполнении основной функции – обеспечении протекания через него электрического тока. Например, медное кольцо минимальной толщины d и требуемым сечением d(Rнар-Rвн), которое обеспечивается разницей радиусов (Rнар-Rвн).
Перемычка-проводник (8) может быть любого типа, формы и конструкции при выполнении основной функции – обеспечении протекания через него электрического тока. Например, медный проводник электрически соединяющий (например, пайкой) соседние кольцевые проводники (7).
Изолятор (9) может быть любого типа, формы и конструкции при выполнении основной функции – обеспечении диэлектрической изоляции между кольцевыми проводниками (7) и диэлектрической изоляции безиндуктивной катушки (6). Например, силиконовый изолятор с напряжением пробоя большим, чем напряжение U высоковольтных импульсов.
Источник питания (10) может быть любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении создания требуемых величин напряжения Uпит и тока I. Например, аккумуляторная батарея.
Схема управления (11) может любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении формирования временных интервалов управления ключами К (13) и лазером (3), требуемой длительности. Например, в качестве схемы управления (11) может использоваться программируемый таймер сигналов.
Повышающий высоковольтный трансформатор (12) может любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении формирования требуемого высоковольтного напряжения U на его выходе. Например, импульсный повышающий высоковольтный трансформатор с первичной и вторичной обмотками в диэлектрической изоляции с напряжением пробоя большим, чем напряжение U высоковольтных импульсов.
Коммутационные ключи К (13) могут быть любого типа, формы, конструкции и схемотехнического решения при выполнении основной функции – обеспечении замыкания и размыкания электрических цепей. Например, механические реле или транзисторные ключи.
Диод D (14) может быть любого типа, формы и конструкции при выполнении основной функции – обеспечении однонаправленного протекания тока требуемой величины и со значением обратного напряжения диода требуемой величины. Диод D (14) должен быть с минимальным временем восстановления. Например, диод Шотки.
На фиг. 1-5 не показаны вспомогательные механические узлы и детали, которые обеспечивают механическую жёсткость и прочность соединений различных устройств, частей и узлов, а также обеспечивают диэлектрическую изоляцию различных устройств, частей и узлов между собой, и которые не оказывают никакого влияния на принцип работы.
Прямых и близких аналогов или прототипов нет, а родственным прототипом является электрошокер (https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрошоковое_оружие ). Недостатком данного прототипа является контактный способ воздействия на объект/тело.
Преимуществом данного устройства создания направленного электрического разряда (управляемая молния) является то, что в нём реализовано создание направленного электрического разряда Iраз по лучу (4) лазера (3) (управляемая молния) в свободно выбранном направлении пространства куда направлен луч (4) лазера (3) для дистанционного воздействия электрическим разрядом на объект/тело.
Вторым преимуществом данного устройства создания направленного электрического разряда (управляемая молния) является то, что использование в качестве второго штыря дипольной антенны безиндуктивной катушки (6) с безиндуктивной намоткой Айртона-Перри или с кольцевой безиндуктивной намоткой (по фиг. 3) позволяет многократно (на порядки) уменьшить габаритную длину L>ct второго штыря дипольной антенны.
Claims (2)
1. Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния), состоящее из короткого электрода в диэлектрической изоляции (1), лазера (3), устройства формирования высоковольтных импульсов (5), безиндуктивной катушки (6), кольцевых проводников (7), перемычек-проводников (8) и изоляторов/диэлектриков (9), и отличающееся тем, что выполнено с возможностью создания устройством формирования высоковольтных импульсов (5) последовательности импульсов с высоковольтным напряжением U и длительностью t, которые подаются на дипольную двухштыревую антенну, где в качестве одного штыря распространения электрического разряда/тока (управляемой молнии) выступает короткий электрод в диэлектрической изоляции (1) и луч (4) лазера (3), а в качестве второго штыря распространения электрического разряда/тока выступает безиндуктивная катушка (6) с кольцевой безиндуктивной намоткой.
2. Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния) по п. 1, в котором n кольцевых проводников (7) с внутренним радиусом Rвн, внешним радиусом Rнар и толщиной d располагаются параллельно друг другу через n-1 изолятор (9) толщиной х так, что их оси симметрии совпадают и электрически соединяются между собой n-1 перемычками-проводниками (8) толщиной b и высотой х, равной толщине х изоляторов (9), при этом перемычки-проводники (8) находятся на диаметрально противоположных сторонах каждого кольцевого проводника (7) относительно его оси симметрии и с противоположных плоскостей каждого кольцевого проводника (7), при этом образуется кольцевая безиндуктивная намотка безиндуктивной катушки (6), кроме этого, безиндуктивная катушка (6) дополнительно полностью помещается в герметичный изолятор (9).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141910U RU188922U1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141910U RU188922U1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU188922U1 true RU188922U1 (ru) | 2019-04-29 |
Family
ID=66430808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018141910U RU188922U1 (ru) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU188922U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782622C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2022-10-31 | Габлия Юрий Александрович | Способ автоматического регулирования физиологического воздействия дистанционного электрошокового оружия |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241313C1 (ru) * | 2003-07-10 | 2004-11-27 | Трыков Олег Алексеевич | Способ беспроволочной передачи электрической энергии и устройство для его осуществления |
| EP2184826A1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-12 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Laser based lightning protection method and system |
| RU2511721C1 (ru) * | 2012-10-23 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" | Способ инициирования высоковольтных разрядов в атмосфере |
| RU2629010C2 (ru) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Государственное унитарное предприятие "Высокогорный научно-исследовательский испытательный центр авиационной техники и вооружения" (ГУП "ВНИИЦ АТВ") | Способ управления молниевыми разрядами |
-
2018
- 2018-11-28 RU RU2018141910U patent/RU188922U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241313C1 (ru) * | 2003-07-10 | 2004-11-27 | Трыков Олег Алексеевич | Способ беспроволочной передачи электрической энергии и устройство для его осуществления |
| EP2184826A1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-12 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Laser based lightning protection method and system |
| RU2511721C1 (ru) * | 2012-10-23 | 2014-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Энергетические Технологии" | Способ инициирования высоковольтных разрядов в атмосфере |
| RU2629010C2 (ru) * | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Государственное унитарное предприятие "Высокогорный научно-исследовательский испытательный центр авиационной техники и вооружения" (ГУП "ВНИИЦ АТВ") | Способ управления молниевыми разрядами |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.Д.ЗВОРЫКИН и др., Создание протяженных плазменных каналов в атмосфере для направленной передачи энергии электромагнитного излучения или электрического тока, Инноватика и экспертиза, [онлайн], [найдено 05.02.2018], найдено в Интернет: URL: http://inno-exp.ru/archive/10/innov_10_2013_16-24.pdf, опубл. 2013, Выпуск 1(10), стр. 16-24. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782622C1 (ru) * | 2022-06-28 | 2022-10-31 | Габлия Юрий Александрович | Способ автоматического регулирования физиологического воздействия дистанционного электрошокового оружия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6741484B2 (en) | Power modulator having at least one pulse generating module; multiple cores; and primary windings parallel-connected such that each pulse generating module drives all cores | |
| US7830040B2 (en) | Coiled transmission line pulse generators | |
| US20070159760A1 (en) | Methods and Systems Related to Pulsed Power | |
| RU2388124C2 (ru) | Высоковольтный переключатель и его применение в микроволновом генераторе | |
| JPH033365B2 (ru) | ||
| US10312890B2 (en) | Pulse power device based on annular ceramic solid state line | |
| Jadidian | A compact design for high voltage direct current circuit breaker | |
| Yan et al. | Miniature solid-state switched spiral generator for the cost effective, programmable triggering of large scale pulsed power accelerators | |
| RU188922U1 (ru) | Устройство создания направленного электрического разряда (управляемая молния). | |
| US10411481B2 (en) | Device and method for generating a high voltage pulse | |
| JP6240676B2 (ja) | 調節可能な傾斜を有する実質的に四角形の高電力パルスの発生器 | |
| Umeda et al. | High-current operation of racetrack-shaped LTD using SiC-MOSFETs for pulsed laser applications | |
| KR101612342B1 (ko) | 전자기펄스파워 생성을 위한 고전압 대전류 방출장치 | |
| CN107659291B (zh) | 一种具有低抖动度的高压脉冲发生器 | |
| RU184724U1 (ru) | Низкоиндуктивная конденсаторно-коммутаторная сборка | |
| RU2614987C1 (ru) | УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ (Варианты) | |
| RU75783U1 (ru) | Высоковольтный конденсатор со встроенным управляемым коммутатором | |
| Davis et al. | Optimization of an fcg-based high-power microwave system using nonexplosive pulsed power | |
| RU2018141908A (ru) | Способ создания направленного электрического разряда (управляемая молния) | |
| Selemir et al. | Explosive magnetic source of high voltage pulses | |
| JP6709145B2 (ja) | 高電圧電源装置 | |
| RU2369001C1 (ru) | Взрывомагнитная модульная система | |
| RU2213400C1 (ru) | Управляемый разрядник (варианты) | |
| Isaev et al. | Generator of high-voltage pulse for high-current accelerator of deuteron with laser starts | |
| Mikhailichenko | Pulsed Undulator for test at SLAC the Polarized Positron Production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201129 |