22、螺旋磁通压缩发生器的原理、应用与设计优化

螺旋磁通压缩发生器的原理、应用与设计优化

1. 炸药装填与空隙影响

炸药装填对螺旋磁通压缩发生器（HFCG）的性能有潜在影响，常见的手工装填方法有两种：
- 滚球法 ：将高爆炸药揉成球状，再填入电枢。这种方法可能在炸药装药内引入小的随机空隙和低密度区域。
- 圆盘法 ：把炸药制成 2 厘米的圆盘，然后推入电枢。该方法可能在炸药装药中产生模具线类型的空隙，电枢可能会受到来自其下方炸药的径向射流影响。

为了研究空隙对发电机运行的影响，研究人员在炸药装药的不同位置引入了直径 4 毫米的球形玻璃珠来模拟空隙。实验表明，只要确保炸药装药的每一部分与之前装填的部分紧密结合，以防止电枢膨胀时表面出现不规则情况，对手工装填的担忧是没有根据的。研究发现，只有位于炸药 - 电枢界面或其附近的空隙似乎会影响电枢的膨胀。

2. 部件的不必要运动

金属部件的不必要运动会增加系统的电感，从而导致发电机性能下降。例如，闪光 X 射线摄影显示，连接带状发生器和轨道炮的金属导体发生了大规模运动。这种运动在使用其他电源时也可能出现，但对于磁通压缩发生器来说尤为严重，因为其最大理论能量增益受到电路电感的严格控制。

3. HFCG 的种子源

所有磁通量压缩发生器（包括 HFCG）都是能量放大器，需要一个初始能量源来提供后续压缩的磁通量。种子源必须满足以下要求：
- 在适当的时间将初始磁通量输送到适当的位置，以确保发电机的最佳性能。
- 其输出脉冲特性必须已知，以确保主炸药装药爆炸的正确定时。
- 输出脉冲的上升时间应相对较短，以