Un emițător de unde de șoc , UVI este cel mai eficient în prezent un tip de sursă explozivă de radiații electromagnetice de radiofrecvență cu o căptușeală „virtuală”.
Dispozitivul unuia dintre cele mai eficiente tipuri de UVI - cu compresie de câmp sferic simetric - seamănă cu dispozitivul unei bombe nucleare de tip implozie . UVI de acest tip constă dintr-un sistem magnetic ( magneți permanenți și un circuit magnetic ), asamblat sub formă de cercuri care se intersectează cu poli magnetici sub formă de conuri trunchiate îndreptate spre centrul sferei formate. În interiorul nucleelor magnetice există un așa-numit. distribuitor - o sferă din plastic, în interiorul căreia există o sarcină sferică a unui exploziv puternic (BB) cu o viteză mare de detonare . La rândul său, în interiorul încărcăturii explozive sferice există o cavitate centrală în care este instalat un singur cristal de iodură de cesiu. Axa principală a monocristalului merge în direcția câmpului magnetic al sistemului. Conurile polilor din material magnetic moale colectează câmpul magnetic în zona ocupată de acest singur cristal.
O sferă din plastic , numită distribuitor de detonație sferică, are pe suprafața sa exterioară un sistem complex de caneluri umplute cu explozivi cu o viteză de detonare foarte stabilă. Canelurile se termină cu găuri de transfer - puncte de inițiere a sarcinii explozive principale. Pot exista câteva zeci de astfel de găuri. Sistemul de caneluri este realizat conform geometriei Riemann astfel încât să asigure căi egale pentru unda de detonare de la detonatorul primar la fiecare dintre găuri. Cablajul punctelor de inițiere se face uneori la două niveluri - un nivel exterior cu un număr mai mic de puncte de inițiere este plasat deasupra cablajului principal și inițiază detonarea la punctele de inițiere ale acestuia din urmă, care, la rândul său, inițiază detonarea în explozivul principal. încărca.
Astfel, atunci când detonatorul primar este detonat, pulsul de detonare, trecând prin găurile de transfer, acționează asupra explozivului încărcăturii sferice. Acest impuls, la rândul său, provoacă detonarea unei sarcini sferice simultan în mai multe puncte, care formează o undă de detonare sferică convergentă cu o presiune pe frontul său de ordinul zecilor de GPa (sute de mii de atm.). În continuare, unda de detonare afectează suprafața unui singur cristal de iodură de cesiu, cu câmpul magnetic al polilor conici ai sistemului magnetic focalizat în acest cristal. Sub influența unei unde de detonare, presiunea pe suprafața unui singur cristal crește brusc, atingând valori de ordinul a 100 GPa (aproximativ 1 milion atm.). Aceasta formează o undă de șoc în cristalul unic, care se propagă de la suprafața lui spre centru cu o viteză de aproximativ 10 km/s. În partea din față a acestei unde de șoc sferic simetric, substanța se disociază, trecând mai întâi într-o stare atomică și apoi într-o stare conductivă ionizată . În acest caz, câmpul magnetic din interiorul monocristalului suferă o compresie simetrică sferică foarte rapidă.
Unda de șoc în monocristale este caracterizată de un front neted, care face posibilă obținerea unei dimensiuni finale foarte mici a regiunii de compresie cu distorsiuni geometrice minime. Alegerea iodurii de cesiu se datorează, în special, potențialului scăzut de ionizare al atomilor de cesiu, ceea ce duce la un salt semnificativ al conductivității la frontul undei de șoc.
Astfel, nu este o căptușeală metalică care este supusă compresiei (ca în generatoarele magnetice explozive convenționale care funcționează pe principiul lui A. D. Saharov ), ci o căptușeală „virtuală” constând dintr-o substanță comprimată și ionizată de o undă de șoc. La sfârșitul fazei de compresie, datorită efectului pielii, dimensiunea regiunii câmpului magnetic comprimat sferic simetric este mult mai mică decât raza inițială a monocristalului (de peste o mie de ori). Acest lucru duce la o creștere foarte rapidă și semnificativă a intensității câmpului magnetic.
Dacă UVI-ul este asamblat corect, unda de șoc converge aproape către un punct și, după ce este reflectată, își schimbă direcția în sens opus. Ca urmare, câmpul magnetic începe să scadă. În timpul acestor procese, are loc o modificare nemonotonă a câmpului pe intervale scurte de timp, care se caracterizează printr-o modificare bruscă a momentului magnetic al foii curente. Acest lucru duce la generarea de radiații electromagnetice de radiofrecvență pulsate (RFEM). Valorile tipice ale duratei de generare sunt mai mici de o nanosecundă, frecvența radiației primite este de la sute de megaherți la sute de gigaherți într-un impuls.
Este folosit în unitățile de luptă cu bombe electromagnetice puternice , obuze, mine și alte arme electromagnetice , a căror acțiune se bazează pe lovirea țintelor cu radiații electromagnetice de radiofrecvență (RFEMI) [1] .
Designul UVI în unitatea de „compresie” a unui monocristal de iodură de cesiu printr-o undă sferică convergentă seamănă cu designul unei sarcini nucleare de tip implozie , unde o sferă de plutoniu este, de asemenea, comprimată de o undă de șoc sferică convergentă. Câmpul magnetic inițial dintr-un singur cristal sferic este creat de un sistem de magneți permanenți și miezuri magnetice. Este necesar să se fabrice cu precizie elementele dispozitivului de sertizare pentru a preveni cea mai mică distorsiune a sfericității undei de șoc, care provoacă instabilitatea frontului de undă și reduce puterea REMI. În plus, unitatea explozivă pentru formarea undei de șoc sferică trebuie să aibă o stabilitate ridicată la detonare. Datorită preciziei ridicate de fabricație și utilizării explozivilor extrem de stabili, costul UVI în comparație cu alte tipuri de generatoare de explozivi de impulsuri electromagnetice este ridicat, astfel încât UVI este utilizat numai pentru lovituri responsabile împotriva celor mai importante ținte.
Designul fundamental al UVI-ului, care amintește de designul încărcăturilor nucleare pentru obuzele de artilerie, nu permite, de asemenea, producerea de UVI cu dimensiuni mai mici decât anumite dimensiuni, la fel cum proiectarea încărcărilor nucleare menționate nu permite utilizarea lor în proiectile. cu un calibru mai mic de 152-155 mm. În prezent, calibrul minim al muniției cu radiații electromagnetice (EMR) cu un emițător de unde de șoc poate fi de 105 mm, ceea ce permite utilizarea unor astfel de arme folosind piese de artilerie, mine și rachete.
Astfel, utilizarea UVI în munițiile produse în masă este împiedicată de costul ridicat și complexitatea producției. În plus, există o limitare care împiedică creșterea puterii (pentru o anumită dimensiune a sursei de radiație) peste o anumită valoare. Această limitare este legată de fenomenul de defalcare a aerului din jurul sursei, deoarece densitatea energiei de radiație pe suprafața sursei nu trebuie să depășească valoarea de defalcare a aerului ambiental, altfel energia UVI va fi absorbită de plasma de descărcare. Din acest motiv, crearea unui UVI prea puternic și în același timp de dimensiuni reduse pare inadecvat și va exista întotdeauna o legătură între dimensiunea acestuia și distanța maximă efectivă. Soluția la această problemă este reducerea timpului de generare a radiației la intervalul subnanosecunde și chiar mai puțin, deoarece în acest caz devine posibilă creșterea valorilor maxime admise ale densității de energie a radiației UVI.
La începutul anilor 1950 în URSS, în timp ce studia reacțiile de fuziune nucleară, a apărut necesitatea unui dispozitiv care să creeze impulsuri foarte scurte și puternice de curent electric. La acea vreme exista deja generatorul Marx , care era atunci singurul dispozitiv capabil să producă impulsuri de o putere atât de mare. Costul prohibitiv al numărului mare de condensatori utilizați în generatorul Marx a determinat cercetarea unor proiecte mai economice. Primii emițători de unde de șoc s-au bazat pe ideile lui Andrei Saharov .
UVI a fost propus pentru prima dată de A. B. Prishchepenko și testat pe 02 martie 1984 la terenul de antrenament Geodesy din Krasnoarmeysk (URSS); În același an, UVI a primit un certificat de drepturi de autor. Mai târziu, A. B. Prishchepenko a formulat principiile generale pentru utilizarea în luptă a muniției electromagnetice.