паровая пленка у их поверхности, мешающая передаче теплоты, постоянно разрывалась. Пар по паровой магистрали системы охлаждения (рис. 13.22) переносит теплоту в конденсатор. Затем он охлаждается, а образовавшаяся жидкость стекает по сообщающейся системе в резервуар с тепловыделяющим элементом. Такие системы довольно компактны, не нуждаются (во внутреннем контуре) в насосах, надежны в эксплуатации.

В последнее время начали широко применять способ теплоотвода, основанный на использовании тепловых труб (рис. 13.23), в которых также испаряется охлаждающая жидкость, например вода. Испарение теплоносителя

/ 2 J

Рис. 13.23. Схема тепловой трубы:

/-зона испарения; 2 -зона конденсации; 3 - паровой канал, 4 - фнтнль, 5 - корпус

Рис. 13.24. Осесимметрич-ная тепловая труба для охлаждения генераторного транзистора:

корпус транзистора; 2- корпус тепловой трубы; 3 - ее фитиль

производится в замкнутом объеме, внутри которого происходит транспортировка пара, а вместе с ним и теплоты за счет разности давлений пара в зонах испарения и конденсации. Конденсат доставляется обратно в зону испарения за счет капиллярного эффекта, т. е. за счет сил молекулярного натяжения. Для того чтобы эти силы были больше, внутри тепловых труб вдоль стенок помещают фитиль - материал с небольшими сообщающимися порами и хорошей смачиваемостью.

Для работы такой системы охлаждения не требуется какой-либо внешней энергии. Эффективность тепловых труб слабо зависит и от сил гравитации, что позволяет использовать их в бортовых системах космических аппаратов. Тепловые трубы - по существу проводники теплоты, теплопроводность которых на три порядка превышает теплопроводность меди. С их помощью можно отводить теплоту от элементов, расположенных внутри герметизированного

объема. Предельные значения отводимой мощности определяются площадью поперечного сечения фитиля и его способностью всасывать конденсат. Капиллярная структура фитиля образуется либо при спекании частиц, либо представляет собой тканые сетки, стекловолокно, сочетание продольных, спиральных и других канавок. Корпус тепловой трубы может быть выполнен из различных материалов, в том числе и керамических. С помощью тепловой трубы, напри.мер, диаметром 13 мм мощность 200 Вт передается на 600 мм (длина трубы) при температуре зоны испарения и конденсации порядка 370 К (разность температур ~0,5 К). Медный стержень таких же размеров при разности температур его концов 70 К смог бы передать всего 5 Вт. Тепловые трубы могут оказаться особенно эффективными для охлаждения мощных твердотельных генераторов СВЧ (рис. 13.24). На рисунке мощный генераторный транзистор ввернут в отверстие с резьбой, выполненное в зоне испарения тепловой трубы. Аналогичным образом используют радиальные тепловые трубы для отвода теплоты от коллекторов ЛБВ О-типа. Следует отметить, что наибольший эффект дает конструктивное объединение тепловых труб с генераторными приборами и другими тепловыделяющими элементами.

§ 13.5. МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ

Передатчики СВЧ в большинстве случаев имеют в своем составе магнитные системы, предназначенные для создания постоянного магнитного поля в тех или иных областях (воздействие на движущиеся потоки электронов, подмагни-чивание ферритовых вкладышей в развязывающих или управляющих ферритовых приборах).

Магнитное поле при магнитной фокусировке в приборах О-типа должно быть направлено строго по оси прибора. Полярность приложенного магнитного поля при этом никакого значения не имеет. Радиус спиральной траектории движения электронов должен быть и не слишком большим, чтобы не допустить оседания электронов на стенки дрейфового пространства, и не слишком малым, чтобы не снизить эффективность взаимодействия. Этим и определяется оптимальное значение индукции внешнего магнитного поля, выраженное в Тл:

6on.-(Vt/nV., (13.15)

где /о - ток луча в А; t/ - потенциал на оси луча относительно катода в В; Гц - допустимый радиус электронного луча в мм.

Соотношение (13.15) показывает, что с уменьшением г„ фокусирующее поле растет, Характерные для приборов О-типа значения тре-

буемого для фокусировки магнитного поля лежат в пределах 0,04- 0,2 Тл, при этом большие значения соответствуют приборам миллиметрового диапазона.

Для создания фокусирующего магнитного поля в приборах О-типа используют либо соленоиды и электромагниты постоянного тока, либо постоянные магниты. Длина объема, в котором создается магнитное поле, обычно не менее нескольких десятков длин рабочей волны в то время как диаметр поперечного сечения ЗС обычно меньше X.

Соленоиды и электромагниты в настоящее время применяются преимущественно с приборами высокого уровня мощности (l МВт в импульсе и более) и с приборами коротковолновой части миллиметрового диапазона. Габариты и масса таких магнитных систем обычно очень велики.

Соленоиды (рис. 13.25) состоят, как правило, из нескольких секций - галет 1, которые заполняются витками провода квадратного или ленточного поперечного сечения для повышения коэффициента заполнения. На щечках галет выполняют закрытые рубашкой каналы 5 для подключения их при необходимости в жидкостную систему принудительного охлаждения. Секции соленоидов монтируют на медной трубе 2, которая иногда служит внешним экраном ЗС. Для уменьшения полей рассеяния секции соленоида с торцов зажимают пластинами из магнитомяг-кой стали (ярмо магнитной системы). Снаружи магнитный поток замыкается через детали магнитопровода 3. На концах соленоида устанавливают юстировочные приспособления 4, которые предназначены для точного совмещения оси прибора с осью соленоида и фиксации прибора в этом положении. Секции соленоида электрически соединяют так, чтобы их магнитные потоки складывались. При этом число витков в каждой секции может быть различным. Таким способом добиваются либо однородности магнитного поля на оси соленоида, либо его распределения по заданному закону. Обычно торцевые секции имеют большее число витков. Естественно, что для питания соленоида должен быть предусмотрен источник. В систему питания соленоида включают реле тока, контакты которого используются в системе УБС для исключения возможности подачи на генераторный прибор ускоряющего напряжения в отсутствие фокусирующего поля.

Для создания фокусирующего магнитного поля в пространстве дрейфа мощных клистронов применяют часто электромагниты постоянного тока. На