Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Успешным тестированием закончена разработка российских гиротронов

Аватар пользователя Лектор

Буквально вчера появился ролик от "ИТЭР-Центра" о том, как проходили 5-ти дневные всесторонние испытания гиротронного комплекса (включавшего в себя сам прототип серийного гиротрона "В-14", высоковольтные источники питания, согласующую микроволновую оптику, эквивалент нагрузки на 1 мегаватта, измерительную и управляющую технику, и т.п.). 


Хотя сами испытания прошли с 11 по 15 мая, а прессрелиз появился еще 19 мая, с роликом как-то понятнее. 



Эти испытания стали доказательством, что 5 летняя работа по разработке рекордной радиолампы (мощность 1 мегаватт на частоте 170 гигагерц) привела к успеху. Следующим этапом будет защита дизайна серийного изделия перед международной организацией ИТЭР, а затем запуск в производство.



Схема устройства гиротрона.

Вообще, у нас перед глазами сейчас разворачивается очень интересное явление. Крайне редко в промышленности появляется новый источник специализированной энергии, источник, который способен менять лицо многих технологических процессов за счет новой селективности доставки энергии, в сочетании с гигантской мощность. Предыдущими такими технологиями стали лазеры, ультразвуковые и ультрафиолетовые источники. Испытанный гиротрон способен стать основой новых технологических процессов, а значит и зародить индустрию по разработке и производству собственно гиротронов и установок на их базе. Хотя технология не нова, до сегодняшних дней такие лампы были либо постоянно работающими, либо мощными, но не обе характеристики сразу.


Японский прототип.

Это хорошо понимают специалисты, распределяющие госфинансирование. Поэтому как и в случае сверхпроводников, чувствуя близкую возможность индустриальной отдачи поставка гиротронов на ИТЭР была растащена сразу многими участниками. 8 радиоламп, которые будет поставлять в 2016-2020 годах Россия достались нам, как лучшим специалистам в этой тематике. Япония так же довела свою разработку до нужного уровня, еще в прошлом году проведя такие же испытания, и тоже поставляет 8 гиротронов. Европа, неожиданно выступающая в роли догоняющего, будет поставлять 6 установок, причем, как мне кажется, поставки эти начнутся где-нибудь в 2019-2020 году, не раньше. Европа, кстати, так же взяла на себя поставки более конвенциальной части радиокомплекса ECRH - высоковольтных источников напряжения, выдающих ускоряющее напряжение на уровне 60 киловольт и мощностью примерно 2 мегаватта на лампу.



Кстати, надо заметить, что самому гиротрону нужно еще несколько заковыристых изделий: набор вспомогательных высоковольтных источников кроме основного, мощный сверхпроводящий магнит, алмазное(!) окно для вывода микроволнового излучения наружу, охлаждаемая зеркальная оптика для формирования нужной моды волны, система охлаждения деоионизированной водой. Зато микроволновка с таким источником могла бы вскипятить кружку воды за 0,08 секунды, очень удобно.

Давайте еще напоследок посмотрим на место в расположения гиротронов в комплексе ИТЭР и планы работ:

Здание, в котором будут расположены обе системы радиочастотного нагрева носит номер 15, и расположенно эдакой пристройкой к зданию сборки:

Здесь оно в плане снизу по центру (а справа вверху токамак, для ориентира) и оно же врезано в центре в виде сбоку.

В начале 2017 года на площадку прибудут первые Российские и Японские гиротроны.


Номер не очень хорошо видно, но это красное здание чуть ниже и правее здания токамака №11.


Тут расписан порядок сдачи строителями зданий под монтаж.


И то же самое цифрами. Видно, что монтаж гиротронов начинеться весной 2017 года, и они даже особо залеживаться не будут. С другой стороны, законченная к началу 20х система еще много лет не будет использоваться в полную меру, дожидаясь окончания монтажа токамака ИТЭР а затем и длительного (годы) периода испытаний и постепенного набора мощности реактора.

Кроспост из моего ЖЖ.

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Вован Толяныч

Если бы я разрабатывал системы РЭБ, эта лампа оказалась бы в моём распоряжении чуть раньше, чем на ИТЭРе :) Пока это самая интересная вещь во всём проекте, хотя каждому своё. :) А в алмазном окне ничего "(!)" нет -- алмаз синтетический, делают такие окна не первый день.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(18:24:05 / 02-06-2015)

>Если бы я разрабатывал системы РЭБ, эта лампа оказалась бы в моём распоряжении чуть раньше, чем на ИТЭРе :)

Не знаю, плюсы есть, но мегаватт мощности - это не так и много, как кажется. У РЭБовцев есть видеоимпульсные генераторы на сотни мегаватт.

>
А в алмазном окне ничего "(!)" нет -- алмаз синтетический, делают такие окна не первый день.

На самом деле сделать плотное окно диаметром 90 мм было очень нетривильной задачей по всем источникам. Понятно, что альмазный CVD давно есть.  

Аватар пользователя hardknap
hardknap(5 лет 1 месяц)(18:29:15 / 02-06-2015)

Импульсный мегаватт от непрерывного чем-то отличается?

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(18:33:27 / 02-06-2015)

как минимум системой охлаждения и используемыми материалами.

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(18:34:12 / 02-06-2015)

Колосально отличается необходимостью активного охлаждения всего и вся. А при 10 секундах можно обойдись теплоемкостью.

Аватар пользователя Вован Толяныч

Мегаватт постоянной мощности на такой частоте с хорошей оптикой был бы полезным инструментом для объектовой РЭБ, например защиты корабля от ПКР, ПРР, УАБ и БЛА.

Аватар пользователя Cobold
Cobold(5 лет 2 месяца)(22:03:51 / 02-06-2015)

На такой частоте - не был бы. Излучение с частотой свыше 100 ГГц эффективно поглощается на парах воды. На расстояниях порядка километра излучение полностью затухнет. Зато велика опасность вскипятить свой же обслуживающий персонал.

"Микроволновая оптика" - термин, конечно, расхожий, но не совсем верный. Сфокусировать такое излучение в пятно малого диаметра на большом растоянии не получится, придётся использовать коллимированный пучок. А из-за большой (по оптическим меркам) длины волны у такого излучения получается большая расходимость. Грубо говоря, возможный диаметр пятна порядка метра, а тогда даже при такой большой мощности плотность мощности оказывается весьма невелика... при постоянной мощности. Импульс в этом отношении поинтереснее.

Аватар пользователя Вован Толяныч

1. Для прототипа частота неважна. На 93ГГц атмосфера достаточно прозрачна, есть окна и выше. Кроме того, рассуждения на уровне "поглощается" годятся для малого сигнала, а когда в луче мегаватт повтоянной мощи, нелинейные эффекты будут доминировать. Если непонятно, представьте сами: вот есть у вас километровый конус из чистого водяного пара, и к его вершине приложен нагреватель мощностью 1МВт. Что будет с конусом? Он будет нагреваться, пар -- расширяться, плотность -- падать, и удельная мощность на количество поглотителя -- экспоненциально расти. В результате через время, которое я не готов посчитать, в этом конусе пара почти не будет. Это относится к любой частоте, на которой есть потери, даже 93ГГц.

2. Во время боя наверху никого нет вообще. Ракеты, лучи или что угодно подобное -- все по боевым постам.

3. Фокусировать слишком точно не нужно -- достаточно конуса, заполненного лучом, аналогичного конусу, заполненному 30мм снарядами АК-630. Принцип прицеливания тот же, только снаряды равномерно распределены по объёму, а объектом поражения являются неизбежно незащищённые апертуры системы наведения. Отличие от уже существующего лишь в постоянной мощности -- вероятность поражения активной системы наведения будет 1. А конус компенсирует маневрирование ракеты -- они на подлёте могут лететь по спирали или непредсказуемой траектории, но чтобы попасть в цель, им таки нужно лететь в неё. :)

4. Импульс подразумевает неспособность быстрой перезарядки, а с учётом потери мощности пропорционально третьей степени расстояния, преимущество мощности импульса меньше его недостатков.

Аватар пользователя nictrace
nictrace(5 лет 9 месяцев)(18:23:02 / 02-06-2015)

это компонент для Токамака?

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(18:33:16 / 02-06-2015)

Да. Часть ECRH

Аватар пользователя Safron
Safron(5 лет 7 месяцев)(18:44:35 / 02-06-2015)

Объясните не технарю, что это такое и как применяется на практике?

p.s. Спасибо!

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(18:36:23 / 02-06-2015)

На практике применяется пока как источник высокочастотного мощного радиосигнала - от радаров до научного оборудования и как специфическая микроволновая печь, например для спекания керамики. 

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(18:37:59 / 02-06-2015)

греть плазму оно нужно, а вообще источник СВЧ излучения, который можно теоретически использовать везде, где есть нужда в подобных мощностях СВЧ излучения (РЕБ, РЭП, радары всякого вида и рода, печки СВЧ супчик греть ;-) ). и кстати, если я правильно помню таким генераторам (лампа однако) срать на ЭМИ после ядерного взрыва.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(18:41:19 / 02-06-2015)

Ещё наверное можно делать шашлык из живой силы противника (если воздух сильно не мешает)

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(18:42:00 / 02-06-2015)

Лампе наверное да, а вот высоковольтному источнику ее нет. Хотя его тоже можно сделать на трансе и выпрямительных ламповых диодах :). 

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(18:47:19 / 02-06-2015)

ага, лампы они-ж чо, они же первыми были, да. это потом к ним примазались некачественные проводники. ;-)

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(19:16:53 / 02-06-2015)

Лампы только и годятся, что синус генерить. Хотя, теплые и ламповые, конечно.

Аватар пользователя joho
joho(4 года 1 месяц)(22:37:35 / 02-06-2015)

полупроводник - один проводник на два вагона

Аватар пользователя Спасибо
Спасибо(3 года 6 месяцев)(00:38:49 / 03-06-2015)

А мощные полупроводниковые силовые диоды не переживут разве ЭМИ?

Аватар пользователя v.p.
v.p.(5 лет 2 месяца)(00:51:45 / 03-06-2015)

...Как следует из материалов зарубежной прессы, механизм генерации ЭМИ заключается в следующем (рис. 2). При ядерном взрыве возникают гамма- и рентгеновское излучения и образуется поток нейтронов. Гамма-излучение, взаимодействуя с молекулами атмосферных газов, выбивает из них так называемые комптоновские электроны. Если взрыв осуществляется на высоте более 20—40 км (в зависимости от географической широты), то эти электроны захватываются магнитным полем Земли и, вращаясь относительно силовых линий этого поля, создают токи, генерирующие ЭМИ.
При этом поле ЭМИ когерентно суммируется по направлению к земной поверхности, то есть магнитное поле Земли выполняет роль, подобную фазированной антенной решетке. В результате этого резко увеличивается напряженность поля, а следовательно, и амплитуда ЭМИ в районах южнее и севернее эпицентра взрыва (см. рис. 1). Продолжительность данного процесса с момента взрыва от 1 — 3 до 100 нс.
На следующей стадии, длящейся примерно от 1 мкс до 1 с, ЭМИ создается комптоновскими электронами, выбитыми из молекул многократно отраженным гамма-излучением и за счет неупругого соударения этих электронов с потоком испускаемых при взрыве нейтронов. Интенсивность ЭМИ при этом оказывается примерно на три порядка ниже, чем на первой стадии.
На конечной стадии, занимающей период времени после взрыва от 1 с до нескольких минут, ЭМИ генерируется магнитогидродинамическим эффектом, порождаемым возмущениями магнитного поля Земли токопроводящим огненным шаром взрыва. Интенсивность ЭМИ на этой стадии весьма мала и составляет несколько десятков вольт на километр.
Считается, что наибольшую опасность для радиоэлектронных средств представляет первая стадия генерирования ЭМИ, на которой в соответствии с законом электромагнитной индукции из-за чрезвычайно быстрого нарастания амплитуды импульса (максимум достигается на 3—5 нс после взрыва) наведенное напряжение может достигать десятков киловольт на метр на уровне земной поверхности, плавно снижаясь по мере удаления от эпицентра взрыва.
Хотя на рис. 1 приведены значения амплитуды ЭМИ только в пределах географического горизонта, соответствующего высоте взрыва 300 км, действие импульса за счет явления рефракции может распространяться далеко за его границы. Однако это явление носит нерегулярный характер и поэтому не может быть учтено достаточно точно.
Амплитуда напряжения, наводимого ЭМИ в проводниках, пропорциональна длине проводника, находящегося в его поле, и зависит от его ориентации
относительно вектора напряженности электрического поля. В зарубежной прессе в связи с этим приведен следующий пример: напряженность электрического поля ЭМИ в высоковольтных линиях электропередачи может достичь 50 кВ/м, что приведет к появлению в них токов силой до 12 тыс. ампер. ЭМИ генерируется и при других видах ядерных взрывов — воздушном и наземном. Теоретически установлено, что в этих случаях его интенсивность зависит от степени асимметричности пространственных параметров взрыва...

http://forums.airbase.ru/2013/10/t27117--elektromagnitnyj-impuls-yadernogo-vzryva.6365.html

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(08:16:40 / 03-06-2015)

ТБМ... Спасибо. Не знал.

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(18:38:09 / 02-06-2015)

я так понял что бы микроволнами разгреть плазму для термоядерного синтеза

Аватар пользователя tokomak
tokomak(5 лет 11 месяцев)(18:41:43 / 02-06-2015)

Из несерьёзного - емэйл инопланетянам послать можно... :)

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(18:43:15 / 02-06-2015)

Жаркий пламенный привет 

Аватар пользователя exstar
exstar(3 года 3 месяца)(18:47:23 / 02-06-2015)

Хорошо забытое старое 

Аватар пользователя ExMuser
ExMuser(4 года 6 месяцев)(11:28:13 / 03-06-2015)
Советскую технику ни с какой не спутаешь, это да. Прям ностальгия... :)
Аватар пользователя Echinosor
Echinosor(2 года 6 месяцев)(19:00:21 / 02-06-2015)

1) "Эти испытания стали доказательством, что 5 летняя работа по разработке рекордной радиолампы (мощность 1 мегаватт на частоте 170 гигагерц) привела к успеху."

2) "Заявленая дульная энергия американских рейлганов лежит в пределах 30 мегаджоулей. Много это или мало? Для простоты понимания буде считать в такноквых двигателя. 1 танковый двигатель от арматы отдает примерно 1 МВт мощности на пределе нагрузки." http://aftershock.news/?q=node/312135


Рельсотрон оказывается к нам ближе, чем мы могли бы подумать... =)

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(19:11:05 / 02-06-2015)

Какое отношение рельсотроны и танковые двигатели имеют к радиолампам?

Аватар пользователя Rashad_rus
Rashad_rus(5 лет 9 месяцев)(19:47:54 / 02-06-2015)

Серьёзная штука МАЗЕР такой дикой мощности!

Аватар пользователя njoy
njoy(3 года 1 месяц)(20:15:51 / 02-06-2015)

стимпанк в реале)))

Аватар пользователя layaratan15
layaratan15(2 года 9 месяцев)(21:51:06 / 02-06-2015)

ИТЕР. Интересно

Аватар пользователя Химикофизик

Мегаватт - это просто безумная мощность для 170 ГГц.  Меня удивляет как такая вещь не подпадает под гриф особой секретности. 

Аватар пользователя Дохлик
Дохлик(3 года 4 месяца)(10:41:17 / 03-06-2015)

А представляете, если в космосе просканировать какой-нибудь объект пачкой этих ламп сведённых в фазированную антенную решётку. Во запара!

Аватар пользователя kokunov
kokunov(5 лет 8 месяцев)(19:51:01 / 11-06-2015)
интересно, а обратные процессы возможны?
Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(22:24:08 / 11-06-2015)

В смысле? Обратные к чему?

Аватар пользователя kokunov
kokunov(5 лет 8 месяцев)(12:02:49 / 12-06-2015)

Процессу и технологии генерации

Аватар пользователя Лектор
Лектор(3 года 5 месяцев)(13:12:51 / 12-06-2015)

Ну, собственно нагрев плазмы этим излучением и есть точно обратный процесс (отсюда, кстати и требования по наличию у гиротрона магнита на 6 Тесла - какое поле в плазме, такое и в гиротроне). Можно и пучки электронов ускорять этим узлучением.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...