Пристрій для зменшення ефективної площі розсіювання літального апарата

Пристрій для зменшення ефективної площі розсіювання літального апарата, що містить покриття з радіоактивної речовини, розміщене на зо 3 19114 4 - енергія частки. Якщо інтенсивність потоку заряна висотах більше 60км, де щільність газового джених часток, створюваних радіоактивним поксередовища зневажливо мала. риттям, дорівнює Х (Кюрі/см2), тоді за рахунок іоніСутність корисної моделі пояснюється кресзації середовища в 1см3 за 1с у середньому ленням, на якому зображена структурна схема утвориться Ni, електронів (іонів): пропонованого пристрою. Запропонований пристрій містить покриття з радіоактивної речовини 1, 10 , i 3,7 10 нанесене на зовнішню поверхню корпусу літальноuRпр го апарата 2. Покриття 1 закрите на 10% металеде Іu - енергія іонізації. Для повітря Іu = 35еВ [Добвою фольгою 3 товщиною порядку 10-3см, виконаротин Н.А. Космические лучи. - М.: ГИТТЛ, 1954. ної у виді окремих кілець, рівномірно С.72]. Отже, щільність електронів за рахунок іонірозташованих по всій поверхні покриття. Попереду зації атмосфери дорівнює: апарата і співвісно з ним установлений кільцевий металевий електрод 4, закріплений на апараті за 10 14 i n 3,7 10 10 допомогою виносних штанг 5. Уздовж утворюючої Rпр u корпусу апарата розміщена струмоведуча шина 6. для Е=5МеВ і Rпp =5см (на висоті Н=0). При збільМеталевий електрод і струмоведуча шина з'єднані шенні висоти польоту Rпр зростає. Зокрема, на з джерелом постійної напруги 7. висоті Н=90км величина Rпр ~70км (для -часток Робота запропонованої корисної моделі відбус Е=5МеВ). Крім того, за рахунок дифузійних провається в такий спосіб. цесів (або рекомбінаційних) на висотах польоту Розглянемо граничний випадок, коли апарат Н>30...40км щільність плазми в шарі, що оточує знаходиться у вкрай розрідженому середовищі. апарат, буде незначною. При цьому поширення Емісія -часток з радіоактивного покриття 1 приелектромагнітних хвиль у плазмі з малої електводить до утворення плазми навколо апарату 2. ронної концентрації відбувається без загасання Електронний компонент при цьому створюється за [Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных рахунок проходження високоенергетичних волн в плазме. - М.: ФМ, 1960. -С.78]. часток через металеву фольгу 3. Енергія -часток В основу корисної моделі поставлена задача витрачається на створення й емісію з поверхні удосконалити пристрій для зменшення ефективної фольги електронів. Іонний компонент плазми площі розсіювання літального апарата шляхом створюється за рахунок виходу позитивно заряутримання плазми навколо апарату і створення джених -часток у простір між кільцями фольги. вторинної електронної емісії з металу, що дозвоДля утримання плазми навколо апарата створюляє розширити галузь використання пристрою по ється магнітне поле за допомогою струмоведучої висоті польоту і забезпечити створення поглинаюшини 6 і електричне поле, створюване кільцевим чого плазмового середовища на висотах, більше металевим електродом 4, з'єднаних із джерелом 90 кілометрів, де щільність газового середовища постійної напруги 7. При впливі зондувального зневажливо мала. електромагнітного сигналу він буде поглинатися Поставлена задача вирішується тим, що в плазмою, створеної навколо апарата. пристрої для зменшення ефективної площі розсіРозглянемо послідовно роль окремих елеменювання літального апарату, що містить покриття з тів пропонованого пристрою. Відомо, що при прорадіоактивної речовини, розміщений на зовнішній ходженні -часток через металеву фольгу, в ній поверхні літального апарата, на 10% площі радіоспостерігається інтенсивна іонізація атомів решітактивного покриття рівномірно нанесена металева ки [Альфа-бета и гамма-спектроскопия. - Под ред. фольга товщиною порядку 10-3см, виконаної у виді К. Зигбана. -М.: Атомиздат, 1968. -вып.1 -520с]. окремих кілець, попереду літального апарата і При цьому усередині фольги утворяться електроспіввісно з ним на відстані не менше 10см від пени, що знаходяться в сильно нерівновагому стані. редньої крайки апарату закріплений на виносних Їх енергія набагато більше енергії навколишніх штангах кільцевий металевий електрод, з'єднаний теплових електронів. Саме ці електрони, енергія із джерелом постійної напруги, а уздовж утворююяких виявляється значно вище роботи виходу, і чої корпусу літального апарата розміщена струмовони залишають метал. Розрахунки показують ведуча шина, з'єднана з джерелом постійної на[Моисеев С.С., Карась В.Е. О возможности испопруги. льзования неравновесных распределений для Таким чином, пристрій для зменшення ефексоздания радиационных катодов. - Препринт тивної площі розсіювання літального апарата, у ХФТИ, 1977. -№77 -24. -С.3-9], що щільність емісії якому покриття з радіоактивної речовини на 10% при дії -часток дорівнює: закрито металевою фольгою товщиною порядку s 2 10-3см, виконаної у виді окремих кілець, встанов2 s 1e Ef Ef 2 max 2m * js s 1 s 2 , лених рівномірно по всій поверхні покриття, попеs 1 s 2 Emax Emax реду літального апарата і співвісно з ним закріплений на виносних штангах кільцевий електрод, де Ef - енергія Фермі, m* - ефективна маса електз'єднаний із джерелом постійної напруги, а уздовж рона, Еmax - максимальна енергія електронів неріутворюючої корпуса літального апарату розміщена вновагого стану, s - показник ступеня, що харакструмоведуча шина, з'єднана з джерелом постійтеризує залежність функції розподілу електронів ної напруги, дозволяє розширити галузь викорисвід енергії, А2 - постійна, залежна від ряду речотання пристрою по висоті польоту і забезпечити вини і нерівновагої щільності електронів n, ствостворення поглинаючого плазмового середовища рювану -радіоактивним покриттям у металевій фользі. Оцінки показують, що на одну -частку 5 19114 6 P0 -210, що пролітає через металеву (берилієву) 107м/с, тому потрібні порівняно слабкі поля – фольгу товщиною 103см приходиться 103 вторинН~10Е. Але безпосередньо у корпусі існує плазма. них електронів, емітованих у зовнішній простір. Щоб не відбувалася рекомбінація електронів на Тому що радіоактивне покриття з інтенсивністю Х поверхні апарата створюється електричне поле (для чого встановлений металевий електрод). У створює 3,7 1010 Х -часток/см2, то число емітограниці металу напруженість електричного поля Е ваних в одиницю часу вторинних електронів дорімає тільки нормальну складову. Тому що кільцевнює: вий електрод винесений попереду апарата, то nе =3,7 1010X 103 = 3,7 1013X неминуче буде існувати і подовжня складового на одиницю площі фольги. електричного поля Е . Тому в будь-якому місці При Х=1Ки/см2 ця величина щільності електапарата існують схрещені електричне і магнітне ронів є критичною для інтенсивної взаємодії з раполя. У таких полях плазма рухається, як ціле, в діохвилями, довжина хвилі в яких 1см [Галант одному напрямку (дрейф плазми) [ФранкВ.Е. Сверхвысокочастотные методы исследования Каменецкий Д.А. Лекции по физике. -М.: Атомизплазмы. - M.: Наука, 1968. -С.18-19]. дат, 1964. -С.19-20]. Швидкість дрейфу дорівнює: Розглянута ситуація створення звичайного чиE сла емітованих електронів з металу за рахунок H порушення нерівновагого розподілу електронів під u C ~C . H H2 дією -часток є часткою случаємо загального Для усунення теплового руху плазми в напряположення, описаного в роботі [Кац А.В., Контаромку до корпусу апарата (vT~105м/с ) необхідно, вич В.М., Моисеев С.С. и др. Степенные решения щоб u>vT. При Н~10Е ця умова буде виконуватися, кинетического уравнения Больцмана, описываюякщо Е~1 В/см. Тому що поле Е, а отже, і дрейф щие распределение частиц с потоками по спектру. плазми, існує тільки поблизу корпусу апарата, а в //Письма в ЖЭТФ, 1975. -Т.21. -Вып.1. -С.13-16]. іншій галузі (на відстані, більшій видалення кільЕкспериментально аномальне зростання струму цевого електрода від корпусу апарата) мається емісії за рахунок збуджування електронного комтільки магнітне поле, то в цій області електронний понента (лазером) спостерігався в роботі [Knect компонент утримується магнітним полем, а іонна W. Appl. Phys. Zet, 1965. -V.6. -P.99-102]. полем просторового заряду електронів [Альперт Однак емісія часток одного знаку (електронів) Я.Л. и др. Искусственные спутники в разреженной призводить до появи надлишкового потенціалу на плазме. -М.: Наука, 1964. -С.148]. Помітимо, що корпусі апарата і до зміни режиму роботи радіоакпри ідеальному утриманні плазми полями, її щільтивного покриття [Верещагин В.Л. и др. ність безупинно зростає згодом, тому що джерело //Теплофизика высоких температур, 1972. -№6. часток створює заряди безупинно ( -частки). ОдС.17-19]. Частотна компенсація просторового занак, за рахунок зіткнень між частками різних мас ряду здійснюється шляхом емісії позитивно зарявиникають дифузійні потоки [Арцимович Л.А. джених -часток з радіоактивного покриття, миУправляемые термоядерные реакции. -М.: ФМ, наючи металеву фольгу. Саме тому фольга 1961. -С.89-92] і встановлюється рівноважне плазакриває не всю поверхню покриття, а тільки його змове утворення, що поглинає електромагнітні частину. Розрахунки показують, що з обліком зовхвилі. Цьому сприяє плавне зменшення щільності нішньої іоносферної або космічної плазми, цього плазми при видаленні від корпусу апарата, що досить для компенсації просторового заряду апавиникає при дифузійному розширенні плазми. рата [Курт В.Г., Мороз В.И. Потенциал металличеСиметрична форма кільцевого металевого ского шара в межпланетном пространстве. Сб. електрода і співвісне його розташування з апара«Искусственные спутники Земли». -М.: АН СССР, том зв'язано з необхідністю створення симетрич1961. -Вып.7. -С.78-89, 101-125]. Наявність вікон у ного плазмової хмари навколо апарата. Діаметр фользі, що закриває покриття, зменшує вихід елецього електрода повинний вибиратися з наступних ктронів (у 10 разів). Тому що критична частота розумінь. Для того щоб електричне поле існувало взаємодії електромагнітної хвилі залежить від кване тільки в передньої лобової частини апарата, а драта щільності електронів, те це не зробить поміохоплювало і деяку поверхню корпусу, діаметр тного впливу на інтенсивність її поглинання. електрода d повинний бути не менше діаметра У даному пристрої поблизу корпусу апарата апарата. Розрахунок розподілу електричного поля створюється поперечне магнітне поле. Для цього від кільця на поверхню циліндра [Ландау Л.Д., Лислужить струмоведуча шина. Протікання по ній фшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. -М.: електричного струму супроводжується виникненГИТТЛ, 1957. -С.30] показує, що помітний рівень ням магнітного поля. Магнітне поле діє на електполя спостерігається на відстані L~(6...8)d. Таким ронний компонент, що прагне видалитися від корчином, для тіла з діаметром 1м і довжиною 2м пусу апарата, повертаючи електрони до корпусу. необхідне кільце с d~1,2м. Якщо електрод винесеЩоб електрони знаходилися поблизу апарата, ний попереду апарата на відстань (0,3...0...0,4)м, ларморовський радіус повинен бути не більше то для одержання необхідних значень Е~10-1В/см характерного розміру апарата [Измерение радионеобхідний потенціал 100В. волновых и плазменных излучений. Под ред. А.Е. Запропонований пристрій може працювати не Башаринова. - М.: Сов. радио, 1968. -С.34]: тільки на великій висоті, але і при спуску апарата. 6 V м / с 102 см, 4,6 10 Це зв'язано з тим, що -частки будуть випускатиН А /м ся в навколишнє середовище з порівняно великої де V - швидкість електрона в магнітному полі з площі (тільки 10% площі покриття закрито фольнапруженістю Н. Електрони емісії мають швидкість 7 19114 8 гою). Крім цього, за рахунок розмноження часток у нітного утримання плазми не буде. У цьому випадфользі збуджені електрони будуть збільшувати ку утворення і розширення плазми буде відбуватися так само, як у прототипу. щільність плазми. На висотах польоту 50км маг Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601