Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що має внутрішню електромагнітну енергію

1. Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що має внутрішню електромагнітну енергію, який містить стволоподібну тр убу, тіло для пересування по каналу труби, соленоїд, зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії та блок керування, при цьому соленоїд з'єднано з зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії, а зазначена зовнішня система накопичення електромагнітної енергії з'єднана з блоком керування, причому тіло розташовано у внутрішній порожнині стволоподібної труби, який відрізняється тим, що він додатково містить другий соленоїд, другу зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії, другий блок керування, систему керування та джерело U 2 (19) 1 3 38310 В основу корисної моделі поставлено задачу шляхом встановлення другого соленоїда зі своєю зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії та блоком керування, а також джерела внутрішньої енергії в тілі для пересування, забезпечити покращення характеристик випромінювання. Суть корисної моделі у пристрої отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, який містить стволоподібну тр убу, тіло для пересування по каналу труби, соленоїд, зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії та блок керування, при цьому соленоїд з'єднано з зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії, а зазначена зовнішня система накопичення електромагнітної енергії з'єднана з блоком керування, причому тіло розташовано у внутрішній порожнині стволоподібної труби, полягає в тому, що він додатково містить другий соленоїд, другу зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії, другий блок керування, систему управління та джерело внутрішньої енергії, при цьому другий соленоїд з'єднано з другою зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії, зазначена друга зовнішня система накопичення електромагнітної енергії з'єднана з другим блоком керування, система управління з'єднана з першим та другим блоками керування, причому джерело внутрішньої енергії розташоване в тілі для пересування переважно в його центральній частині, соленоїди розміщено симетрично відносно середини труби і так, що їх котушки мають зустрічну намотку, соленоїди розміщено по всій довжині труби, зазначені соленоїди мають однакові характеристики. При цьому, джерело внутрішньої енергії виконано у вигляді резонаторанакопичувача електромагнітної енергії, а струм, який протікає в першому соленоїді, є, відповідно, протилежним за напрямком щодо струм у, який протікає у другому соленоїді. Порівняльний аналіз технічного рішення з прототипом, дозволяє зробити висновок, що пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, який заявляється, відрізняється тим, що він додатково містить другий соленоїд, другу зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії, другий блок керування, систему управління та джерело внутрішньої енергії, при цьому другий соленоїд з'єднано з другою зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії, зазначена друга зовнішня система накопичення електромагнітної енергії з'єднана з другим блоком керування, система управління з'єднана з першим та другим блоками керування, причому джерело внутрішньої енергії розташоване в тілі для пересування переважно в його центральній частині, соленоїди розміщено симетрично відносно середини труби і так, що їх котушки мають зустрічну намотку, соленоїди розміщено по всій довжині труби, зазначені соленоїди мають однакові характеристики. При цьому, джерело внутрішньої енергії виконано у вигляді резонаторанакопичувача електромагнітної енергії, а струм, 4 який протікає в першому соленоїді, є, відповідно, протилежним за напрямком щодо струм у, який протікає у другому соленоїді. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на Фіг.1 показана конструктивнокомпонувальна схема пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, який заявляється. Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією містить (як варіант конструктивного виконання - див. Фіг.1) стволоподібну трубу 1, тіло для пересування 2 по каналу 3 тр уби 1 та соленоїд 4, що має свою зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії 5 та блок керування 6. Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією додатково містить другий соленоїд 7, другу зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії 8, другий блок керування 9, систему управління 10 та джерело внутрішньої енергії 11. Конструктивно другий соленоїд 7 з'єднано з другою зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії 8. Зазначена друга зовнішня система накопичення електромагнітної енергії 8 з'єднана з другим блоком керування 9, а система управління з'єднана 10 з першим та другим блоками керування 5, 8. Конструктивно джерело внутрішньої енергії 11 розташоване в тілі для пересування 2 переважно в його центральній частині. Соленоїди 4, 7 розміщено симетрично відносно середини труби 1 і так, що їх котушки мають зустрічну намотку. Конструктивно і те хнологічно соленоїди (позиції 4 та 7) розміщено по всій довжині труби 1, при цьому зазначені соленоїди (позиції 4 та 7) мають однакові характеристики. Джерело внутрішньої енергії 11 конструктивно виконано у вигляді резонатора-накопичувача електромагнітної енергії. Обмотки соленоїдів (відповідно, позиції 4 та 7) намотані так, що стр ум, який протікає в першому соленоїді 4, є, відповідно, протилежним за напрямком щодо струму, який протікає у другому соленоїді 7 (та в залежності від полярності подачі напруги від систем накопичення електромагнітної енергії 5, 8). Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією використовується наступним чином. Попередньо виготовляють конструктивні елементи пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, конструкція якого заявляється. Так, на різних підприємствах промисловості виготовляють: стволоподібну трубу 1 та тіло 2, що призначене для пересування по каналу 3 труби 1, при цьому тіло 2 виготовляють у вигляді резонатора-накопичувача електромагнітної енергії. Конструктивно і те хнологічно у в середині тіла 2 розміщують джерело внутрішньої енергії 11. Конструктивно в стволоподібній трубі 1 виконують канал 3 для проходу тіла 2. Конструктивно і техно 5 38310 логічно джерело внутрішньої енергії 11 розміщують в тілі 2 переважно в його центральній частині. Додатково для пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією виготовляють перший соленоїд 4, його зовнішню систему накопичення електромагнітної енергії 5 та блок керування 6, а також другий соленоїд 7, з його зовнішньою системою накопичення електромагнітної енергії 8 та блоком керування 9. При цьому для пристрою, що заявляється, додатково виготовляють систему управління 10 блоками керування першого та другого соленоїдів 4, 7. Далі починають збирати пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією. На стволоподібну трубу 1 осесиметрично поздовжньої осі зазначеної труби 1 встановлюють два соленоїда (позиції 4 і 7), їхні зовнішні системи накопичення електромагнітної енергії (відповідно, позиції 5 і 8) та блоки керування (відповідно, позиції 6 і 9), систему управління 10 (див. Фіг.1), при цьому соленоїди (позиції 4 і 7) встановлюються симетрично відносно середини труби 1 і так, що їх котушки мають зустрічну намотку, причому зазначені соленоїди (позиції 4 і 7) розміщуються по всій довжині труби 1 (див. Фіг.1) і мають однакові характеристики. Після цього (або водночас) розміщують в середині тіла 2 джерело внутрішньої енергії 11, при цьому джерело внутрішньої енергії 11 розміщують в тілі 2 переважно в його центральній частині (при цьому можливі варіанти розміщення джерела внутрішньої енергії 11 у любій іншій точці тіла 2). По закінченню технологічних операцій щодо розміщення в середині тіла 2 джерела внутрішньої енергії 11, вставляють в середину труби 1 тіло 2, що призначене для пересування по каналу 3 тр уби 1, із розміщеним попередньо в тілі 2 джерелом внутрішньої енергії 11 (див. Фіг.1). Виготовлений таким чином пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією є готовими до застосування. Пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією використовується наступним чином. Проводять заряджання зовнішніх систем накопичення електромагнітної енергії (відповідно, позиції 5 і 8). Також здійснюють накопичення джерела внутрішньої енергії 11, що розміщене в тілі 2, електромагнітною енергією. Далі доводять накопичення енергії до рівня максимальної взаємодії магнітних полів соленоїдів (позиції 4 і 7) і тіла 2. Підготовлений таким чином пристрій отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією є готовим до використання. Подають управляючий сигнал з системи управління 10 на перший блок керування 6 (див. Фіг.1). Далі подають за допомогою першого блока керування 6 електричний струм зазначеної величини з першої системи накопичення електромагні 6 тної енергії 5 на перший соленоїд 4, при цьому струм, який протікає в першому соленоїді 4, є, відповідно, протилежним за напрямком щодо другого соленоїда 7. Створюють першим соленоїдом 4 електромагнітне поле на час протікання електричного струму. При цьому забезпечують на час протікання електричного струму р ух тіла 2 до середини труби 1 з подальшим перетворенням кінетичної енергії руху тіла 2 по каналу 3 тр уби 1 в енергію електромагнітних коливань та наступне переміщення тіла 2 по каналу 3 труби 1 за її середину за допомогою кінетичної енергії руху. Водночас забезпечують прискорення тіла 2 та збільшення характеристик випромінювання шляхом додавання та взаємодії магнітного поля електричного струму, що протікає в джерелі внутрішньої енергії 11 зазначеного тіла 2 з магнітним полем, яке створюється на обмотках соленоїдів (а саме, в обмотках соленоїда 4) та випромінюється через них в процесі руху тіла 2 по каналу 3 труби 1. Після проходу тілом 2 середини труби 1 відключають за допомогою системи управління 10 перший блок керування 6 першого соленоїду 4, що призупиняє подачу електричного струму на перший соленоїд 4 за допомогою вимкнення системи накопичення електромагнітної енергії 5. Здійснюють за допомогою системи управління 10 переключення системи на другий блок керування 9 та подають управляючий сигнал з системи управління 10 на зазначений другий блок керування 9 (див. Фіг.1). Вводять в дію за допомогою управляючого сигналу з системи управління 10 другий блок керування 9 (див. Фіг.1). Далі подають за допомогою другого блока керування 9 електричний струм зазначеної величини з другої системи накопичення електромагнітної енергії 8 на другий соленоїд 7 (див. Фіг.1). При цьому створюють другим соленоїдом 7 електромагнітне поле і забезпечують рух тіла 2 у зворотному напрямку до середини труби 1 за час подачі струму з подальшим перетворенням кінетичної енергії руху тіла 2 по каналу 3 труби 1 в енергію електромагнітних коливань і наступне переміщення тіла 2 у зазначеному зворотному напрямку по каналу 3 труби 1 за її середину за допомогою кінетичної енергії руху. Водночас забезпечують у зворотному напрямку прискорення тіла 2 та збільшення характеристик випромінювання шляхом додавання та взаємодії магнітного поля електричного струму, що протікає в джерелі внутрішньої енергії 11 зазначеного тіла 2, з магнітним полем, яке створюється на обмотках соленоїдів (а саме, в обмотці соленоїда 7) та випромінюється через них в процесі руху тіла 2 по каналу 3 труби 1 у зазначений зворотний бік відносно середини труби 1 (див. Фіг.1). В усіх випадках електромагнітні коливання створюються періодичною подачею електричного струму П-подібного імпульсу на першій (позиція 4) та другий (позиція 7) соленоїди з величиною зазначеного імпульсу, що триває до моменту перетинання тілом 2 середини труби 1, і у який системою управління 10 здійснюється переключення блоків керування (відповідно, позиції 6 і 9) (див. 7 38310 Фіг.1). Також в усіх випадках електромагнітні коливання створюються періодично в моменти руху прискореного тіла 2 з джерелом внутрішньої енергії 11 по каналу 3 труби 1, завдяки створенню електромагнітного поля електричним струмом, що протікає в джерелі 11 внутрішньої енергії, та випромінюванню через обмотки соленоїдів (першого (позиція 4) та другого (позиція 7) соленоїдів. Для математичного опису процесів, що протікають при використанні пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє вн утрішньою електромагнітною енергією, скористаємося способом індукційного прискорення тіла 2 з джерелом внутрішньої енергії 11, що розміщене у зазначеному тілі 2 (див. Фіг.1). Система диференціальних рівнянь для струмів у контура х першого (позиція 4) та другого (позиція 7) соленоїдів і тіла 2, що володіє джерелом 11 внутрішньої енергії записана наступним чином: t i1R1 + L1 i2R2 + L2 di1 1 d + i1dt + (Mi m ) = e1, (1) dt C1 0 dt ò di2 1 + dt C2 im Rm + Lm t d ò i dt + dt (Mi 2 m ) = e 2 , (2 ) 0 dim 1 + dt Cm t d ò i dt + dt (Mi m 1,2 ) = e m . (3 ) 0 Прискорення тіла (позиція 2) із джерелом (позиція 11) внутрішньої енергії описується рівнянням руху d2 x 1 dM = - i1,2im , ( 4) dt 2 m dx а індуктивний зв'язок між першим (позиція 4) і другим (позиція 7) соленоїдів та тілом (позиція 2) із джерелом (позиція 11) внутрішньої енергії рівнянням взаємної індукції [3] éæ 2 2 ù ö M = m0 r1,2rm ê ç - k ÷K - Eú, (5) k û ø ëè k де K - модуль еліптичних інтегралів, величина якого дорівнює 4 r1,2rm k2 = , (r1,2 + rm )2 + x 2 і1,2; L1,2; C1,2 ; R1,2 і r1,2 - струм, індуктивність, ємність, активний опір і радіус проводу намотки першого і другого соленоїдів відповідно; іm; Lm; C m; Rm і rm - струм, індуктивність, ємність, активний опір і радіус тіла із джерелом внут 8 рішньої енергії; К - еліптичний інтеграл першого роду; Е - еліптичний інтеграл другого роду; х - координата тіла Із джерелом внутрішньої енергії; t - час. Оскільки е 1,2 = EM 1,2 cos(w1,2 t + j1,2) та еm = EM m cos(wmt + jm), то про диференціювавши по t рівняння (1, 2) і (3) одержимо систему рівнянь L 1,2 Lm d2i1,2 dt 2 + R1,2 di1, 2 dt + 1 di i1,2 =EM 1,2 cos(w 1,2t + j1, 2) - M m , (6) C1,2 dt di d2i m di 1 + Rm m + i = EMm cos( wmt + jm ) - M 1, 2 ,(7) dt2 dt Cm m dt які являють собою нелінійні диференціальні рівняння другого порядку. Індекс "1" і "2" відповідає контур у першого і другого соленоїдів відповідно, а індекс "m" - контуру тіла із джерелом внутрішньої енергії. Система рівнянь (4) - (7) являє собою математичну модель процесу індукційного прискорення. Підвищення ефективності застосування пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок введення додатково в тіло для пересування джерело внутрішньої енергії. Підвищення ефективності застосування пристрою отримання електромагнітних коливань при зміні положення тіла, що володіє внутрішньою електромагнітною енергією, який заявляється, у порівнянні з прототипом, досягається також за рахунок створення електромагнітного поля електричним струмом, що протікає в джерелі внутрішньої енергії, та випромінюванню через обмотки соленоїдів, і, як наслідок, прискорення цього тіла. Джерела інформації: 1. Порошин С.М. «Наземне маловысотные радиолокаторы наведения». Харьков, Издательство «Майдан», 1997, стр. 137-144 - аналог. 2. В.В. Рождественский, Н.И. Фенченко, А.Б. Филонов, И.Н. Шипицын, М.Я. Юртаев «Оператор радиолокационной станции». Учебное пособие. M.: Издательство ДОССАФ СССР, 1987, стр. 61-62 - прототип. 3. Ма шталир В.В. Математическая модель электродинамического ускорения проводящего тела. Збірник наукових праць Житомирського військового інституту радіоелектроніки ім. С.П. Корольова. - Житомир: ЖВІРЕ. - Вип. 11., 2006, - 264 с. 9 Комп’ютерна в ерстка А. Крулевський 38310 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601