RU2241285C1

RU2241285C1 - Method for laser manufacture, method and system for its control

Info

Publication number: RU2241285C1
Application number: RU2003109980/28A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Багаев (RU); С.Н. Багаев; гин В.А. Бод (RU); В.А. Бодягин; Е.М. Земсков (RU); Е.М. Земсков; В.П. Мисник (RU); В.П. Мисник; В.М. Мурашев (RU); В.М. Мурашев; В.С. Прокофьев (RU); В.С. Прокофьев
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "НПО Астрофизика"; Федеральное Государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Комета"
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-27

Abstract

FIELD: laser engineering; manufacture of photo-dissociative laser for shaping electromagnetic radiation pulses.

SUBSTANCE: laser manufacture includes manufacture of hollow cylinder with gas-tight inner surface and flanges with output windows; fixation of electromagnetic pulse initiators in cylinder interior; coupling of flanges with cylinder and installation of output windows; and admission of gas medium in working chamber. Working chamber cylinder is manufactured from plastic tubular billet; then rectangular plate is made of thin-sheet metal-plated material whose length exceeds length of tube and width is greater than tube bore circumference length; end zones of opposing surfaced of plate are run over with solder along its large sides, and fixing mechanisms of electromagnetic pulse initiators are installed on plate; the latter is folded along its larger side to form pipe with outer diameter smaller than inner diameter of tube, plate areas covered with solder being disposed on surfaces of overlapping areas of pipe facing each other; plate is secured in position in folded state and inserted into inner space of tube till its ends protrude from both end surfaces of tube; plate is released from fixation in folded state, pressed to inner surface of tube, plate areas run over with solder are subjected to heat treatment at temperature higher than melting point of solder; upon heat treatment plate ends protruding from end surfaces of tube are removed to obtain cylinder with gas-tight inner surface. Laser control method includes generation of control signal in the form of divergent electromagnetic radiation beam , conversion of this beam into annular-section beam followed by its supply along laser working chamber to triggering device of electromagnetic radiation pulse initiators. Lasing system has laser incorporating elongated working chamber with output windows at its ends; electromagnetic pulse initiators incorporating their triggering devices and disposed in opposition along working chamber; re-reflector mounted against one of working chamber windows; infrared radiation source, and mirror element with bore enclosing re-reflector tilted to optical axis of system. Triggering devices are made in the form of remote-control receivers whose inputs are optically coupled through mirror element with infrared radiation source.

EFFECT: greatly reduced mass and cost of laser.

32 cl, 18 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано, например, при изготовлении фотодиссоционных лазеров с накачкой ударной или тепловыми волнами.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used, for example, in the manufacture of photodissociation lasers pumped by shock or thermal waves.

Известен способ изготовления фотодиссоционного лазера, включающий изготовление цилиндрической герметичной камеры с выходными окнами, установку в камере взрывных элементов с устройствами их поджига и заполнение камеры рабочей средой [1].A known method of manufacturing a photodissociation laser, including the manufacture of a cylindrical sealed chamber with exit windows, the installation of explosive elements in the chamber with devices for their ignition and filling the chamber with a working medium [1].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению (прототипом) является способ изготовления квантового генератора (фотодиссоционного лазера), включающий изготовление полого цилиндра с внутренней газонепроницаемой оболочкой (поверхностью), фланцев с выходными окнами, крепление в полости цилиндра инициаторов электромагнитного импульса, формирование рабочей камеры путем сочленения фланцев с торцевыми областями цилиндра и установкой на фланцах выходных окон, с последующим заполнением рабочей камеры газовой рабочей средой [2].The closest technical solution to the proposed invention (prototype) is a method of manufacturing a quantum generator (photodissociation laser), which includes the manufacture of a hollow cylinder with an internal gas-tight shell (surface), flanges with exit windows, fastening of electromagnetic pulse initiators in the cylinder cavity, forming a working chamber by articulation flanges with end areas of the cylinder and installation of outlet windows on the flanges, followed by filling the working chamber of the gas working center Doi [2].

Наиболее близким техническим решением в способе управления (способе подачи инициирующего сигнала) является способ, включающий формирование управляющего сигнала в виде пучка электромагнитного излучения и его последующую подачу вдоль рабочей камеры генератора на устройства “поджига” инициаторов импульса электромагнитного излучения [2].The closest technical solution in the control method (the method of supplying the initiating signal) is a method that includes generating a control signal in the form of a beam of electromagnetic radiation and its subsequent supply along the generator’s working chamber to the devices for igniting electromagnetic pulse initiators [2].

Лазерная система с вышеописанным управлением включает квантовый генератор, содержащий протяженную рабочую камеру с выходными окнами на ее концах, расположенные вдоль камеры друг против друга инициаторы импульса электромагнитного излучения с устройствами их поджига, переотражатель, установленный напротив одного из выходных окон рабочей камеры и источник инфракрасного излучения.The laser system with the control described above includes a quantum generator containing an extended working chamber with exit windows at its ends, initiators of an electromagnetic radiation pulse with ignition devices located along the chamber opposite each other, a reflector mounted opposite one of the exit windows of the working chamber and an infrared radiation source.

Недостатками приведенных технических решений является невозможность изготовления рабочих камер генератора из полимерных материалов (т.к. вследствие “испарения” с поверхности пластмассы инородных включений нарушается химический состав рабочей газовой смеси генератора, что приводит к резкому нарушению оптических характеристик оптического излучения).The disadvantages of the above technical solutions are the impossibility of manufacturing the working chambers of the generator from polymeric materials (because, due to “evaporation” of foreign inclusions from the plastic surface, the chemical composition of the working gas mixture of the generator is violated, which leads to a sharp violation of the optical characteristics of optical radiation).

Необходимость изготовления известных генераторов из металла (алюминия или нержавеющей стали) резко увеличивает стоимость изделия и повышает его вес.The need to manufacture well-known metal generators (aluminum or stainless steel) dramatically increases the cost of the product and increases its weight.

Технический результат от использования предлагаемых технических решений заключается в снижении стоимости изделия и уменьшении его веса.The technical result from the use of the proposed technical solutions is to reduce the cost of the product and reduce its weight.

В соответствии с предлагаемым изобретением вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления квантового генератора, включающем изготовление полого цилиндра с внутренней газонепроницаемой оболочкой, фланцев с выходными окнами, крепление в полости цилиндра инициаторов электромагнитного импульса, формирование рабочей камеры путем сочленения фланцев с торцевыми областями цилиндра и установкой на фланцах выходных окон с последующим заполнением рабочей камеры газовой средой, для изготовления цилиндра рабочей камеры используют заготовку в виде трубы из пластического материала, затем дополнительно изготавливают пластину прямоугольной формы из тонколистового металлизированного материала, с длиной, превышающей длину трубы, и шириной, превышающей длину окружности отверстия трубы, осуществляют покрытие припоем краевых зон противоположных поверхностей пластины вдоль ее больших сторон и установку на пластине механизмов крепления инициаторов электромагнитного импульса, скручивают пластину вдоль большей стороны в трубку с наружным диаметром меньше внутреннего диаметра трубы с размещением покрытых припоем зон пластины на обращенных друг к другу поверхностях перекрывающихся областей скрученной пластины, осуществляют фиксацию пластины в скрученном состоянии и вводят ее во внутреннюю полость трубы до момента выступания ее концов за обе торцевые поверхности трубы, освобождают пластину от ее фиксации в скрученном состоянии поджимают освобожденную пластину к внутренней поверхности трубы, осуществляют термическое воздействие на покрытые припоем зоны пластины с температурой выше температуры плавления припоя, далее после снятия термического воздействия, производят удаление концов пластины, выступающих за торцевые поверхности трубы, получая цилиндр с внутренней газонепроницаемой поверхностью, и, после сочленения фланцев с торцевыми областями полученного цилиндра и установки выходных окон, осуществляют заполнение полученной рабочей камеры газовой средой.In accordance with the invention, the above technical result is achieved in that in a method for manufacturing a quantum generator, comprising manufacturing a hollow cylinder with an internal gas-tight shell, flanges with exit windows, fastening electromagnetic pulse initiators in the cylinder cavity, forming a working chamber by connecting flanges to the cylinder end areas and installation of outlet windows on the flanges, followed by filling the working chamber with a gaseous medium, for the manufacture of a cylinder whose cameras use the preform in the form of a pipe from plastic material, then additionally produce a rectangular plate of thin-sheet metallized material with a length exceeding the length of the pipe and a width exceeding the circumference of the pipe opening, solder the edge zones of opposite surfaces of the plate along its large sides and installation on the plate of the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse, twist the plate along the larger side into a tube with an outer diameter less than the inner diameter of the pipe with the placement of the solder-coated zones of the plate on the facing surfaces of the overlapping regions of the twisted plate, fix the plate in a twisted state and introduce it into the inner cavity of the pipe until its ends protrude beyond both end surfaces of the pipe, free the plate from it fixation in a twisted state presses the freed plate to the inner surface of the pipe, carry out a thermal effect on the solder-coated zone of the plate with temperatures th above the melting point of the solder, then after removing the thermal effect, the ends of the plate protruding beyond the end surfaces of the pipe are removed to obtain a cylinder with an internal gas-tight surface, and, after the flanges are joined to the end regions of the obtained cylinder and the outlet windows are installed, the resulting working chamber is filled gas environment.

Кроме того, установку механизмов крепления инициаторов электромагнитного импульса осуществляют путем припайки к поверхности пластины захватов в виде двух рядов скоб лирообразной формы.In addition, the installation of the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse is carried out by soldering to the surface of the plate grippers in the form of two rows of staples lyre-shaped.

Кроме того, скобы лирообразной формы размещают на пластине с расстоянием L=П×R - 2S между их рядами, где R - внутренний радиус трубы, a S - толщина пластины.In addition, lyre-shaped staples are placed on the plate with a distance L = П × R - 2S between their rows, where R is the inner radius of the pipe, and S is the thickness of the plate.

Кроме того, заполнение камеры рабочей средой осуществляют под давлением не ниже среднестатического значения по условиям хранения и эксплуатации квантового генератора с последующим его доведением до рабочего уровня.In addition, the chamber is filled with a working medium under pressure not lower than the average statistical value according to the conditions of storage and operation of the quantum generator with its subsequent bringing to the working level.

Кроме того, перед введением скрученной пластины во внутреннюю полость трубы последнюю покрывают клеящим веществом.In addition, before the introduction of the twisted plate into the inner cavity of the pipe, the latter is coated with an adhesive.

Кроме того, перед поджатием пластины к внутренней поверхности трубы последнюю помещают в обжимную оправку в виде двух полуцилиндров.In addition, before pressing the plate to the inner surface of the pipe, the latter is placed in a crimping mandrel in the form of two half-cylinders.

Кроме того, фиксацию пластины в скрученном состоянии осуществляют путем ее спиральной обмотки эластичным жгутом с последующим его удалением.In addition, the fixation of the plate in a twisted state is carried out by spiral winding it with an elastic rope with its subsequent removal.

Кроме того, в качестве материала для эластичного жгута выбирают резину.In addition, rubber is selected as the material for the elastic tow.

Кроме того, при введении скрученной пластины в полость трубы используют подвижной шток с чашкой на конце для размещения вводимого конца скрученной пластины.In addition, when introducing the twisted plate into the cavity of the pipe, a movable rod with a cup at the end is used to accommodate the insertion end of the twisted plate.

Кроме того, поджатие пластины к внутренней поверхности трубы осуществляют с помощью эластичного полого цилиндра с двумя недеформируемыми вогнутыми зонами под механизмы крепления инициаторов электромагнитного импульса, помещаемого вовнутрь скрученной пластины с последующим созданием избыточного давления в полости эластичного цилиндра.In addition, the compression of the plate to the inner surface of the pipe is carried out using an elastic hollow cylinder with two non-deformable concave zones under the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse placed inside the twisted plate with the subsequent creation of excess pressure in the cavity of the elastic cylinder.

Кроме того, недеформируемые зоны цилиндра образуют с помощью жестких пластин арочного сечения, завулканизированных в эластичный цилиндр.In addition, non-deformable zones of the cylinder are formed using rigid arched section plates vulcanized into an elastic cylinder.

Кроме того, термическое воздействие на покрытие припоем зоны пластины осуществляется путем прокачки горячего воздуха через полость эластичного цилиндра.In addition, the thermal effect on the coating of the solder zone of the plate is carried out by pumping hot air through the cavity of the elastic cylinder.

Кроме того, в качестве материала для прямоугольной пластины используют лист из алюминиевого сплава.In addition, an aluminum alloy sheet is used as the material for the rectangular plate.

Кроме того, для покрытия краевых зон пластины используют припой марки П150А.In addition, P150A grade solder is used to cover the edge zones of the plate.

Кроме того, в качестве материала для фланцев используют полиамид.In addition, polyamide is used as the material for the flanges.

Кроме того, на поверхности фланцев, имеющих выход в рабочую камеру, наносят металлическое покрытие.In addition, a metal coating is applied to the surface of the flanges having an outlet to the working chamber.

Кроме того, перед установкой выходных окон объем между обращенными друг к другу поверхностями фланцев и наружной поверхностью цилиндра заполняют вспенивающейся отвердевающей массой.In addition, before installing the exit windows, the volume between the flange surfaces facing each other and the outer surface of the cylinder is filled with a foaming hardening mass.

Кроме того, в качестве вспенивающейся отвердевающей массы используют пенополиуретан.In addition, polyurethane foam is used as a foaming hardening mass.

Кроме того, при заполнении объема вспенивающейся массой цилиндр с фланцами помещают в оправку в форме трубы с двумя боковыми отверстиями на концах, охватывающую фланцы, и осуществляют подачу вспенивающейся массы во внутреннюю полость оправки через одно из ее боковых отверстий.In addition, when filling the volume with a foaming mass, the cylinder with the flanges is placed in a mandrel in the form of a pipe with two side holes at the ends, covering the flanges, and the foaming mass is fed into the internal cavity of the mandrel through one of its side holes.

Кроме того, при подаче вспенивающейся массы во внутреннюю полость оправки последнюю располагают вертикально, а подачу вспенивающейся массы осуществляют через нижнее отверстие оправки.In addition, when the foaming mass is fed into the inner cavity of the mandrel, the latter is positioned vertically, and the foaming mass is fed through the lower opening of the mandrel.

Кроме того, после отвердевания вспенивающейся массы осуществляют покрытие ее наружной боковой поверхности.In addition, after the hardening of the expanding mass, the outer side surface is coated.

Кроме того, покрытие наружной поверхности отвердевшей вспенивающейся массы осуществляют полимерным материалом.In addition, the coating of the outer surface of the hardened expandable mass is carried out with a polymer material.

Кроме того, покрытие полимерным материалом наружной поверхности отвердевшей вспенивающейся массы осуществляют путем наложения на последнюю бандажа в виде полиэтиленового чулка.In addition, the coating of the outer surface of the hardened expandable mass with polymeric material is carried out by applying to the last bandage in the form of a polyethylene stocking.

Кроме того, наложение бандажа осуществляют путем крепления отогнутого вовнутрь конца полиэтиленового рукава по периметру одного из фланцев цилиндра, с последующей подачей избыточного давления в отогнутую область рукава и одновременной подачей под напряжением последнего в сторону второго фланца трубы.In addition, the bandage is applied by attaching the end of the polyethylene sleeve bent inward along the perimeter of one of the cylinder flanges, followed by applying excess pressure to the bent region of the sleeve and simultaneously feeding the latter to the second pipe flange.

Кроме того, перед наложением бандажа на наружную боковую поверхность отвердевшей вспенивающейся массы наносят клеящее вещество.In addition, before applying the bandage to the outer side surface of the hardened foamable mass, an adhesive is applied.

Кроме того, создание избыточного давления в отогнутой области рукава осуществляют путем подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость цилиндра со стороны свободного фланца.In addition, the creation of excess pressure in the bent region of the sleeve is carried out by supplying compressed air to the internal cavity of the cylinder from the side of the free flange.

Кроме того, перед креплением на фланце отогнутого конца полиэтиленового рукава последний наматывают на барабан, снабженный тормозным устройством.In addition, before mounting on the flange of the bent end of the polyethylene sleeve, the latter is wound on a drum equipped with a brake device.

Кроме того, в качестве тормозного устройства барабана используют регулируемую фрикционную муфту, ведущая полумуфта которой закреплена на оси барабана, а ведомая - зафиксирована от проворота.In addition, an adjustable friction clutch is used as the brake device of the drum, the leading coupling of which is fixed on the axis of the drum, and the driven one is fixed against rotation.

В способе управления квантовым генератором, включающем формирование управляющего сигнала в виде пучка электромагнитного излучения и его последующую подачу вдоль рабочей камеры генератора на устройства “поджига” инициаторов импульса электромагнитного излучения, управляющий сигнал формируют в виде пучка расходящейся формы, а перед подачей пучка в рабочую камеру генератора преобразуют его в пучок кольцевого сечения.In the method of controlling a quantum generator, which includes generating a control signal in the form of a beam of electromagnetic radiation and its subsequent supply along the generator’s working chamber to the devices for igniting electromagnetic pulse initiators, the control signal is formed in the form of a beam of diverging shape, and before the beam is fed into the working chamber of the generator transform it into a beam of annular cross-section.

Лазерная система, включающая в себя квантовый генератор, содержащий протяженную рабочую камеру с выходными окнами на ее концах, расположенные вдоль рабочей камеры друг против друга инициаторы электромагнитного импульса с устройствами их поджига, переотражатель, установленный напротив одного из окон рабочей камеры и источник инфракрасного излучения, дополнительно содержит зеркальный элемент с отверстием, охватывающим переотражатель, наклонно установленный к оптической оси системы, при этом устройства “поджига” выполнены в виде приемников дистанционного управления, входы которых оптически сопряжены через зеркальный элемент с источником инфракрасного излучения.A laser system including a quantum generator containing an extended working chamber with exit windows at its ends, electromagnetic pulse initiators located along the working chamber opposite each other with their ignition devices, a reflector mounted opposite one of the working chamber windows and an infrared radiation source, in addition contains a mirror element with a hole covering the reflector, obliquely mounted to the optical axis of the system, while the device "ignition" is made in the form ISRC remote control whose inputs are optically conjugate through mirror element with infrared radiation source.

Кроме того, входы приемников развернуты по углу относительно друг друга в сечениях, поперечных оптической оси.In addition, the inputs of the receivers are rotated in an angle relative to each other in sections transverse to the optical axis.

Кроме того, переотражатель и зеркальный элемент закреплены на общем основании.In addition, the reflector and the mirror element are fixed on a common base.

На фиг.1 - 16 показана последовательность технологических операций по изготовлению квантового генератора; на фиг.17, 18 - способ управления генератором, способ подачи инициирующего сигнала и лазерная система для его реализации (осуществления).Figure 1 - 16 shows the sequence of technological operations for the manufacture of a quantum generator; on Fig, 18 is a method of controlling the generator, a method of supplying an initiating signal and a laser system for its implementation (implementation).

Предлагаемый технологический процесс включает в себя первоначальное изготовление (см. фиг.1) полой трубы 1 из пластического материала (например, плотного (мелкоячеистого) пенопласта), фланцев 2 и 3 с газонепроницаемой внутренней поверхностью (фланцы могут быть изготовлены из металла или любого, обеспечивающего герметичность стенок фланцев материала, (например, полиамида с нанесением металлического покрытия на внутренние поверхности фланцев) и выходных окон 4 и 5 из оптического стекла.The proposed process includes the initial manufacture (see Fig. 1) of a hollow pipe 1 from plastic material (for example, dense (fine-meshed) foam), flanges 2 and 3 with a gas-tight inner surface (flanges can be made of metal or any the tightness of the walls of the flanges of the material (for example, polyamide with a metal coating on the inner surfaces of the flanges) and the exit windows 4 and 5 of optical glass.

Затем (см. фиг.2) изготавливают (вырезают) тонколистовую пластину 6 прямоугольной формы из металлической фольги или металлизированной пленки (например, на базе лавсана) с длиной “L”, превышающей длину трубы 1, и шириной “l”, превышающей длину периметра отверстия трубы 1. Краевые зоны А и Б противоположных поверхностей пластины 6, расположенные вдоль ее больших сторон, покрывают припоем (например, для пластины из алюминиевой фольги используют припой марки П150А). Затем по разные стороны большей оси симметрии к пластине прикрепляют (припаивают) механизмы крепления (захваты) инициаторов электромагнитного импульса (инициаторы электромагнитного импульса изготавливаются из взрывчатого вещества в форма цилиндрических стержней) в виде скоб 7 лирообразной формы (см. фиг.3). Расстояние “С” между скобами 7 выбирают из условия С=FIR-S, где R-внутренний диаметр трубы 1, a S-толщина пластины 6 (выполнение вышеуказанного условия необходимо для обеспечения расположения инициаторов импульса друг против друга в диаметральной плоскости трубы после монтажа генератора).Then (see FIG. 2) a rectangular sheet 6 is made (cut out) of a rectangular shape from a metal foil or metallized film (for example, on the basis of lavsan) with a length “L” exceeding the length of the pipe 1 and a width “l” exceeding the length of the perimeter pipe holes 1. The edge zones A and B of the opposite surfaces of the plate 6, located along its large sides, are coated with solder (for example, P150A grade solder is used for an aluminum foil plate). Then, on different sides of the major axis of symmetry, the fastening mechanisms (clamps) of the initiators of the electromagnetic pulse (the initiators of the electromagnetic pulse are made of explosive in the form of cylindrical rods) are attached (soldered) in the form of brackets 7 of a lyre shape (see Fig. 3). The distance “C” between the brackets 7 is selected from the condition C = FIR-S, where R is the inner diameter of the pipe 1, and S is the thickness of the plate 6 (the fulfillment of the above condition is necessary to ensure the location of the pulse initiators against each other in the diametrical plane of the pipe after mounting the generator )

Далее пластину 6 скручивают вдоль ее больших сторон в трубку 8 (см. фиг.4) с наружным диаметром “d” меньшим внутреннего диаметра трубы 1 и с размещением покрытых припоем зон А и Б пластины 6 на обращенных друг к другу поверхностях перекрывающихся областей трубки (см. фиг.5, где показано место 1 на фиг.4 в увеличенном масштабе).Next, the plate 6 is twisted along its large sides into a tube 8 (see Fig. 4) with an outer diameter “d” less than the inner diameter of the pipe 1 and with the placement of solder-coated zones A and B of the plate 6 on the surfaces of the overlapping areas of the tube facing each other ( see figure 5, which shows the place 1 in figure 4 on an enlarged scale).

Пластину 6 фиксируют в скрученном состоянии (трубка 8) путем ее спиральной обмотки эластичным жгутом 9 (например, из резины) с образованием распускаемой петли 10.The plate 6 is fixed in a twisted state (tube 8) by spiral winding it with an elastic bundle 9 (for example, from rubber) with the formation of a loose loop 10.

Скрученную пластину (трубку 8) вводят во внутреннюю полость трубы 1 до момента симметричного выступания ее концов за торцы трубы 1 (см. фиг.6) (для обеспечения более надежного сцепления поверхности пластины с внутренней поверхностью трубы, на последнюю может быть нанесено клеящее вещество перед введением скрученной пластины). Введение трубки 8 осуществляют с помощью подвижного штока 11 с чашкой 12 на конце, в которой располагают вводимый конец трубки 8. После установки трубки 8 в полости трубы 1 петлю 10 распускают, прилагая усилие к концу 13 жгута 9, и удаляют последний через конец трубы 1, противоположный расположению распущенной петли 10.A twisted plate (tube 8) is inserted into the inner cavity of the pipe 1 until the ends of the pipe 1 are symmetrically protruded beyond the ends of the pipe 1 (see Fig. 6) (to ensure a more reliable adhesion of the plate surface to the inner surface of the pipe, an adhesive can be applied to the latter before the introduction of a twisted plate). The introduction of the tube 8 is carried out using a movable rod 11 with a cup 12 at the end in which the input end of the tube 8 is located. After installing the tube 8 in the cavity of the pipe 1, the loop 10 is opened, applying force to the end 13 of the bundle 9, and the latter is removed through the end of the pipe 1 opposite to the location of the dissolved loop 10.

Под действием упругих сил скрученная пластина 8, стремясь принять первоначальное положение, ляжет на боковую поверхность трубы 1 с образованием проходного отверстия неправильной формы, в которое вводят эластичный полый цилиндр 14 (см. фиг.7). Затем в цилиндр 14 подают избыточное давление “АР” через вентиль 15 при закрытом вентиле 16, чем обеспечивают плотное поджатие пластины 8 к внутренней поверхности “В” трубы 1. После схватывания клеящего вещества, нанесенного на поверхность “В” трубы 1, вентиль 16 частично открывают и осуществляют прокачку горячего воздуха через полость цилиндра 14 с температурой, превышающей температуру плавления припоя, нанесенного на пластину 6 (см. фиг.2).Under the action of elastic forces, the twisted plate 8, trying to take its initial position, will lie on the side surface of the pipe 1 with the formation of an irregular-shaped passage hole into which an elastic hollow cylinder 14 is inserted (see Fig. 7). Then, the overpressure “AP” is supplied to the cylinder 14 through the valve 15 with the valve 16 closed, which ensures that the plate 8 is tightly pressed against the inner surface “B” of the pipe 1. After the adhesive has been applied to the surface “B” of the pipe 1, the valve 16 partially open and pump hot air through the cavity of the cylinder 14 with a temperature exceeding the melting temperature of the solder deposited on the plate 6 (see figure 2).

После снятия термического воздействия происходит надежное спаивание скрученной пластины 8 с образованием шва по всей ее длине, чем достигается получение цилиндра 17 с внутренней газонепроницаемой оболочкой на внутренней поверхности трубы 1.After the removal of the thermal effect, reliable soldering of the twisted plate 8 occurs with the formation of a seam along its entire length, thereby achieving a cylinder 17 with an internal gas-tight shell on the inner surface of the pipe 1.

Для исключения деформации трубы 1 или ее разрыва последнюю, перед подачей избыточного давления “АР” в полость эластичного цилиндра 14, помещают в жесткую оправку в виде двух полуцилиндров 19, 20, а для избежания деформации механизмов крепления 7 инициаторов электромагнитного импульса (см. фиг.2) на эластичном цилиндре 14 предусматривают две недеформируемые вогнутые зоны, образованные двумя жесткими пластинами 21, 22, завулканизированными в цилиндр 14 вдоль его образующих (см. фиг.8 и 9).To exclude the deformation of the pipe 1 or its rupture, the latter, before applying the excess pressure “AR” to the cavity of the elastic cylinder 14, is placed in a rigid mandrel in the form of two half cylinders 19, 20, and in order to avoid deformation of the fastening mechanisms 7 of the initiators of the electromagnetic pulse (see Fig. 2) on the elastic cylinder 14 provide two non-deformable concave zones formed by two rigid plates 21, 22 vulcanized into the cylinder 14 along its generators (see Fig. 8 and 9).

После сброса давления “АР” эластичный цилиндр удаляется, а выступающие концы 23, 24 пластины 8 обрезают вровень с торцами трубы 1. Затем (см. фиг.10) полученный цилиндр 17 с внутренней газонепроницаемой оболочкой сочленяют (например, посредством склеивания) с фланцами 2 и 3, имеющими выходные каналы 18, ступенчатым швом (см. фиг.11). Для минимизации попадания продуктов испарения пластмассы в полость рабочей камеры генератора на поверхности “Г” фланцев 2, 3, имеющие выходы в рабочую камеру, может быть нанесено металлическое покрытие.After depressurization of the “AP”, the elastic cylinder is removed, and the protruding ends 23, 24 of the plate 8 are cut flush with the ends of the pipe 1. Then (see Fig. 10), the resulting cylinder 17 with an internal gas-tight shell is joined (for example, by gluing) with flanges 2 and 3, having output channels 18, by a stepped seam (see Fig. 11). To minimize the ingress of plastic evaporation products into the cavity of the working chamber of the generator, a metal coating can be applied on the surface “G” of flanges 2, 3 having exits into the working chamber.

Далее (для обеспечения удобной транспортировки, хранения и исключения прямых ударных нагрузок на цилиндр рабочей камеры) осуществляют заполнение объема между обращенными друг к другу поверхностями фланцев 2, 3 и наружной поверхностью цилиндра 17 вспенивающейся отвердевающей массой 25 (например, пенополиуретаном) (см. фиг.12). При заполнении объема вспенивающейся отвердевающей массой 25 цилиндр 17 с фланцами 2,3 размещают в оправку 26 в форме трубы, охватывающую фланцы 2, 3 и боковыми отверстиями 27, 28 на своих концах, причем подачу вспенивающейся массы во внутреннюю полость оправки 26 осуществляют при ее вертикальном расположении и через ее нижнее отверстие 27 (для исключения образования пустот). Для исключения осыпания отвердевшей вспенивающейся массы, а также уменьшения гидроскопичности осуществляют покрытие ее боковой поверхности полимерным материалом путем наложения бандажа в виде полиэтиленового чулка.Further (to ensure convenient transportation, storage and elimination of direct impact loads on the cylinder of the working chamber), the volume is filled between the surfaces of the flanges 2, 3 facing each other and the outer surface of the cylinder 17 with a foaming hardening mass 25 (for example, polyurethane foam) (see Fig. 12). When filling the volume with a foaming hardening mass 25, the cylinder 17 with flanges 2,3 is placed in a mandrel 26 in the form of a pipe covering the flanges 2, 3 and side holes 27, 28 at their ends, and the foaming mass is fed into the inner cavity of the mandrel 26 with its vertical the location and through its lower hole 27 (to exclude the formation of voids). To exclude the shedding of the hardened foaming mass, as well as to reduce the hydroscopicity, they cover their lateral surface with a polymeric material by applying a bandage in the form of a plastic stocking.

Наложение бандажа (см. фиг.13, 14) производят следующим образом: на боковую поверхность “Д” отвердевшей вспенивающейся массы 25 и на боковые поверхности фланцев 2, 3 наносят клеящее вещество. Затем отгибают вовнутрь конец полиэтиленового рукава 29 и натягивают последний на фланец 3, чем осуществляют его крепление по периметру боковой поверхности “Ж” фланца 3. Далее осуществляют подачу избыточного давления “ΔР” в отогнутую полость рукава 29 путем подачи сжатого воздуха через отверстие свободного фланца 2 с одновременной подачей рукава 29 под напряжением (натяжением) в сторону фланца 2. Рукав 29 под действием давления будет выворачиваться и перемещаться по поверхности “Д”. После выхода рукава 29 за фланец 2 (положение “К”) подачу давления “АР” прекращают, рукав обрезают по торцевой поверхности фланца 2 и стягивают с наложенного бандажа.The bandage is applied (see FIGS. 13, 14) as follows: an adhesive is applied to the side surface “D” of the hardened expandable mass 25 and to the side surfaces of the flanges 2, 3. Then, the end of the polyethylene sleeve 29 is bent inward and the latter is pulled onto the flange 3, thereby securing it along the perimeter of the side surface “Ж” of the flange 3. Then, the excess pressure “ΔР” is supplied to the bent cavity of the sleeve 29 by supplying compressed air through the opening of the free flange 2 with the simultaneous supply of the sleeve 29 under tension (tension) in the direction of the flange 2. The sleeve 29 under the action of pressure will turn out and move along the surface "D". After the sleeve 29 exits the flange 2 (position “K”), the pressure “AP” is stopped, the sleeve is cut off along the end surface of the flange 2 and pulled from the applied bandage.

Для удобства подачи рукава 29 под напряжением последний, перед креплением на фланце, наматывают на барабан 30, снабженный тормозным устройством, выполненным в виде регулируемой фрикционной муфты (см. фиг.14), ведомая муфта 31 которой установлена на оси 32 барабана 30 со свободой осевого перемещения, а ведомая полумуфта 33 зафиксирована от проворота. Регулировку тормозного момента муфты осуществляют путем перемещения гайки 34, воздействующей на полумуфту 31 через пружину 35.For the convenience of feeding the sleeve 29 under tension, the latter, before being mounted on the flange, is wound on a drum 30 provided with a brake device made in the form of an adjustable friction clutch (see Fig. 14), the driven clutch 31 of which is mounted on the axis 32 of the drum 30 with axial freedom movement, and the driven coupling half 33 is fixed from rotation. The brake torque of the clutch is adjusted by moving the nut 34 acting on the coupling half 31 through the spring 35.

После наложения бандажа (из части рукава 29) (см. фиг.14, 15, 16) на боковую поверхность отвердевшей вспенивающейся массы 25 производят установку выходных окон 4, 5 на фланцы 2, 3 (например, на анаэробный герметик) с последующим их креплением кольцами 36, 37. Перед установкой окон в рабочей камере генератора закрепляют инициаторы электромагнитного импульса в виде расположенных друг против друга стержней 38, 39 из взрывчатого вещества с детонаторами дистанционного управления (в графических материалах условно не показано). Электромонтаж осуществляют через каналы 18 фланцев 2, 3 и герметичные разъемы 40.After applying the bandage (from part of the sleeve 29) (see Fig. 14, 15, 16) on the lateral surface of the hardened expandable mass 25, the exit windows 4, 5 are installed on the flanges 2, 3 (for example, on an anaerobic sealant) with their subsequent fastening rings 36, 37. Before installing the windows in the working chamber of the generator, the initiators of the electromagnetic pulse are fixed in the form of rods 38, 39 located opposite each other from explosives with remote control detonators (not shown conventionally in graphic materials). Wiring is carried out through channels 18 of the flanges 2, 3 and sealed connectors 40.

После установки окон 4, 5 производят заполнение камеры генератора через клапаны 41 рабочей средой, например 10% йодитом (С₃F₇I) в среде аргона под давлением не ниже среднестатического значения атмосферного давления по условиям хранения эксплуатации генератора (для исключения попадания инородных включений в рабочую камеру из атмосферы по капиллярам и возможным микротрещинам).After the windows 4, 5 are installed, the generator chamber is filled through the valves 41 with a working medium, for example, 10% iodite (С ₃ F ₇ I) in an argon medium under a pressure not lower than the average static pressure according to the storage conditions of the generator's operation (to exclude the ingress of foreign inclusions into a working chamber from the atmosphere through capillaries and possible microcracks).

Перед непосредственным использованием генератора давление в камере генератора доводят до рабочего 0,1 атм, например, с помощью вакуумного насоса.Before using the generator directly, the pressure in the generator chamber is adjusted to a working pressure of 0.1 atm, for example, using a vacuum pump.

При хранении и транспортировке генератора устанавливают заглушки 42, 43 и защитные кожухи 44, 45. Следуют отметить (см. фиг.16), что цилиндр рабочей камеры и фланцы могут быть изготовлены за одно целое (при некотором увеличении веса конструкции за счет повышенной плотности используемого материала) с нанесением газонепроницаемой оболочки по всей длине поверхности “Е”.During storage and transportation of the generator, plugs 42, 43 and protective covers 44, 45 are installed. It should be noted (see Fig. 16) that the working chamber cylinder and flanges can be made in one piece (with some increase in the weight of the structure due to the increased density used material) with the application of a gas-tight shell along the entire length of the surface “E”.

Способ управления (способ подачи инициирующего сигнала) и лазерная система изображены на фиг.17 и 18.The control method (the method of supplying the initiating signal) and the laser system are shown in Figs. 17 and 18.

Система содержит квантовый генератор 46, протяженную рабочую камеру 47 (с газовой средой на основе йодита) с выходными окнами 48, 49 на ее концах, расположенные вдоль рабочей камеры 47 друг против друга инициаторы импульса электромагнитного излучения в виде стержней 39 из взрывчатого вещества с устройствами их “поджига” в виде приемников дистанционного управления (детонаторов) 50, переотражатель 51, установленный наклонно напротив окна 48, зеркальный элемент 52 с отверстием, охватывающим переотражатель 51, установленный на общем основании 53 с переотражателем 51 и источник инфракрасного излучения 54, формирующий расходящийся пучок 1. Для исключения виньетирования принимаемого излучения приемники дистанционного управления 50 развернуты на угол “α” (см. фиг.18) относительно друг друга в сечениях поперечных оптической оси генератора 46.The system comprises a quantum generator 46, an extended working chamber 47 (with a gaseous medium based on iodite) with exit windows 48, 49 at its ends, and initiators of an electromagnetic radiation pulse in the form of rods 39 made of explosive with their devices located along the working chamber 47 “Ignition” in the form of remote control receivers (detonators) 50, a re-reflector 51, mounted obliquely opposite the window 48, a mirror element 52 with an opening covering the re-reflector 51, mounted on a common base 53 with a reflector 51 and a source of infrared radiation 54, forming a diverging beam 1. To prevent vignetting of the received radiation, the remote control receivers 50 are rotated at an angle “α” (see Fig. 18) relative to each other in cross sections transverse to the optical axis of the generator 46.

Работа предлагаемой системы осуществляется следующим образом.The work of the proposed system is as follows.

С помощью источника 54 формируют импульс в виде расходящегося пучка-I инфракрасного излучения, с помощью зеркального элемента 52 из пучка-I формируют (вырезают) пучок-II кольцевого сечения, который подают через окно 48 на приемнике дистанционного управления (детонаторы) 50, в результате срабатывания которых происходит подрыв стержней 39. Сформированные в результате взрыва стержней 39 две ударные волны сходятся в области оптической оси генератора, формируя импульс лазерного излучения, выходящей через окна 48, 49 (световые потоки J₁, J₂). Световой поток J₂ переотражается от элемента 51 (J₂’) и суммируется (J₁₊J₂’) на выходе генератора 46.Using a source 54, a pulse is formed in the form of a diverging beam-I of infrared radiation, using a mirror element 52, beam-II of circular cross section is formed (cut out) from beam-I, which is fed through window 48 to the remote control receiver (detonators) 50, as a result the actuation of which the rods 39 are detonated. Two shock waves formed as a result of the explosion of the rods 39 converge in the region of the optical axis of the generator, forming a laser pulse output through the windows 48, 49 (light fluxes J ₁ , J ₂ ). The luminous flux J _{2 is} reflected from the element 51 (J ₂ ') and summed (J ₁₊ J ₂ ') at the output of the generator 46.

Из вышеприведенного следует, что предложенные технические решения имеют преимущества по сравнению с известными, а именно за счет использования дешевых материалов с малой плотностью, в несколько раз снижается стоимость и вес изделия.From the above it follows that the proposed technical solutions have advantages over the known ones, namely, through the use of cheap materials with low density, the cost and weight of the product are several times reduced.

По материалам заявки на предприятии был изготовлен экспериментальный образец, который подтвердил достижение вышеуказанного технического результата.Based on the application materials, an experimental sample was made at the enterprise, which confirmed the achievement of the above technical result.

Источники информацииSources of information

1. В.С.Зуев. Фотодиссоционный лазер с накачкой ударной и тепловой волнами, Академия наук СССР, Физический институт им. П.Н.Лебедева (ФИ-АН), ПРЕПРИНТ 161, 1990 г., стр. 61, рис.9.1. V.S. Zuev. Photodissociation laser pumped by shock and thermal waves, USSR Academy of Sciences, Physical Institute named after P.N. Lebedeva (FI-AN), Preprint 161, 1990, p. 61, Fig. 9.

2. Источник тот же, стр. 58, рис.2 (прототип).2. The same source, p. 58, Fig. 2 (prototype).

Claims

1. A method of manufacturing a quantum generator, including the manufacture of a hollow cylinder with an internal gas-tight surface, flanges with exit windows, fastening in the cavity of the cylinder of electromagnetic pulse initiators made of explosives (BB), forming a working chamber by joining the flanges with the end areas of the cylinder and installing on the flanges of the exit windows, followed by filling the working chamber with a gaseous medium, characterized in that for the manufacture of the cylinder of the working chamber use a workpiece in de pipes are made of plastic material, then an additional rectangular plate is made of metallized thin-sheet material with a length exceeding the length of the pipe and a width exceeding the length of the perimeter of the pipe opening in cross section, the edge zones of the opposite surfaces of the plate are coated with solder along its large sides and mounted on the plate the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse, twist the plate along its large sides into a tube with an outer diameter less than the inner the diameter of the pipe with the placement of the solder-coated zones of the plate on the facing surfaces of the overlapping regions of the twisted plate, fix the plate in a twisted state and insert it into the inner cavity of the pipe until its ends protrude beyond both end surfaces of the pipe, release the plate from its fixation in twisted state, they press the freed plate to the inner surface of the pipe, carry out a thermal effect on the coating of the solder zone of the plate with a temperature above the temperature After the removal of the thermal effect, the ends of the plate protruding beyond the end surfaces of the pipe are removed to obtain a cylinder with an internal gas-tight surface, and after the flanges are joined to the end areas of the resulting cylinder and the outlet windows are installed, the resulting working chamber is filled with a gas medium.

2. The method according to claim 1, characterized in that the installation of the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse is carried out by soldering to the surface of the plate before twisting the grippers in the form of two rows of lyre-shaped staples.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the lyre-shaped staples are placed on the plate with a distance L = P × R-2S between their rows, where R is the inner radius of the pipe and S is the thickness of the plate.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the filling of the working chamber with a gaseous medium is carried out at a pressure not lower than the average statistical value of atmospheric pressure according to the conditions of storage and operation of the quantum generator with its subsequent bringing to the working level.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that before the introduction of the twisted plate into the inner cavity of the pipe, the latter is coated with an adhesive.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that before pressing the plate to the inner surface of the pipe, the latter is placed in a crimping mandrel in the form of sealed semi-cylinders.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the plate is fixed in a twisted state by spiral winding it with an elastic rope with its subsequent removal.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that rubber is selected as the material for the elastic tow.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that when introducing the twisted plate into the cavity of the pipe, a movable rod with a cup at the end is used to accommodate the insertion end of the twisted plate.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the compression of the plate to the inner surface of the pipe is carried out using an elastic hollow cylinder with two non-deformable concave zones under the fastening mechanisms of the initiators of the electromagnetic pulse placed inside the twisted plate with the subsequent creation of excess pressure in the cavity of the elastic cylinder.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the non-deformable zones of the cylinder are formed using rigid arched section plates vulcanized into an elastic cylinder.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the thermal effect on the solder-coated areas of the plate is carried out by pumping hot air through the cavity of the elastic cylinder.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that a sheet of aluminum alloy is used as the material for the rectangular plate.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that P 150 A grade solder is used to cover the edge zones of the plate.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that polyamide is used as the material for the flanges.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that a metal coating is applied to the surface of the flanges having an outlet to the working chamber.

17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that before installing the output windows, the volume between the flange surfaces facing each other and the outer surface of the cylinder is filled with a foaming hardening mass.

18. The method according to claim 17, characterized in that polyurethane foam is used as a foaming hardening mass.

19. The method according to 17 or 18, characterized in that when filling the volume with a foaming mass, the cylinder with the flanges is placed in a mandrel in the form of a pipe with two side holes at the ends, covering the flanges, and the foaming mass is fed into the inner cavity of the mandrel through one of its side holes.

20. The method according to any one of paragraphs.17-19, characterized in that when the foaming mass is fed into the inner cavity of the mandrel, the latter is placed vertically, and the foaming mass is fed through the lower opening of the mandrel.

21. The method according to any one of paragraphs.17-20, characterized in that after the foaming mass has solidified, its outer side surface is coated.

22. The method according to any one of paragraphs.17-21, characterized in that the coating of the outer surface of the hardened expandable mass is carried out with a polymeric material.

23. The method according to any one of paragraphs.17-22, characterized in that the coating of the outer surface of the cured expandable mass with a polymer material is carried out by applying to the last bandage in the form of a polyethylene stocking.

24. The method according to item 23, wherein the bandage is applied by attaching the end of the polyethylene sleeve bent inwardly around the perimeter of one of the cylinder flanges, followed by supplying excess pressure to the bent region of the sleeve while supplying the latter to the second pipe flange.

25. The method according to item 23 or 24, characterized in that before applying the bandage on the outer side surface of the hardened foaming mass, an adhesive is applied.

26. The method according to p. 24, characterized in that they create excess pressure in the bent area of the sleeve by supplying compressed air to the internal cavity of the cylinder from the side of the free flange.

27. The method according to any one of paragraphs.24-26, characterized in that before mounting on the flange of the bent end of the polyethylene sleeve, the latter is wound on a drum equipped with a brake mechanism.

28. The method according to p. 27, characterized in that as the brake mechanism of the drum using an adjustable friction clutch, the leading coupling half of which is fixed on the axis of the drum, and the driven is fixed from rotation.

29. A method for controlling a quantum generator, including generating a control signal in the form of a beam of electromagnetic radiation and its subsequent supply along the generator’s working chamber to ignition devices of electromagnetic radiation pulse initiators made of explosives, characterized in that the control signal is formed in the form of a beam of diverging shape, and Before feeding the beam into the working chamber of the generator, it is converted into a beam of circular cross section.

30. A laser system, including a quantum generator, containing an extended working chamber with exit windows at its ends, electromagnetic radiation pulse initiators located from the explosive device located along the working chamber opposite each other, with ignition devices, a reflector mounted opposite one of the working exit windows camera, and a source of infrared radiation, characterized in that it further comprises a mirror element made with a hole covering the reflector, and obliquely mounted the optical axis of the system, wherein the electromagnetic radiation initiators pulse ignition device are designed as remote control receivers, whose inputs are optically conjugate through the mirror element with a source of infrared radiation, forming a diverging beam.

31. The laser system according to p. 30, characterized in that the inputs of the remote control receivers are rotated in an angle relative to each other in sections transverse to the optical axis of the system.

32. The laser system according to claim 30 or 31, characterized in that the reflector and the mirror element are fixed on a common base.