专利名称：无接触板状发射体电磁推进系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高脉冲大电流放电技术的直线电磁推进器。
背景技术：
现有的空间运载器依靠传统的火药推进方式，它的缺点是运载器价格昂贵、有效载荷低、单位载荷运输费用高、运载器不能够重复使用以及发射准备时间长。
发明内容
为解决现有的空间运载器存在的价格昂贵的问题，本发明研制一种无接触板状发射体电磁推进系统。本发明包含运载器4、对称固定在运载器4两侧的机翼4-1、以运载器4的中心线为对称轴对称设置在运载器4左右侧的两组电磁推进器6；电磁推进器6的中心处设有与运载器4所在空间相贯通的并呈直线形的机翼运行通道3，运载器4两侧的机翼4-1分别设置在两组电磁推进器6中的机翼运行通道3内；每组电磁推进器6包含分别设置在机翼运行通道3上下方的双列线圈，通入的电流幅值、方向和交变频率均相同的双列线圈的上线圈6-1和下线圈6-2以机翼运行通道3的水平中心面为对称面相互上下对称设置。本发明是一种双列无接触直线电磁推进器，该发明通过合理的电磁结构设计获得发射体良好的速度特性。本发明具有成本低、可控性良好、单位载荷运输费用低、可重复使用的优点。
图1是本发明的结构示意图，图2是一组电磁推进器6的结构示意图，图3是具体实施方式
一的电路图，图4是具体实施方式
二的结构示意图，图5是具体实施方式
二的电路图。
具体实施例方式
一参阅图1、图2、图3，本实施方式由交变电源13、调压器14、充电器15、高压硅堆16、限流电阻17、放电开关18、脉冲电容器组19、运载器4、对称固定在运载器4两侧的机翼4-1、以运载器4的中心线为对称轴对称设置在运载器4左右侧的两组电磁推进器6组成；电磁推进器6的中心处设有与运载器4所在空间相贯通的并呈直线形的机翼运行通道3，运载器4两侧的机翼4-1分别设置在两组电磁推进器6中的机翼运行通道3内；每组电磁推进器6包含分别设置在机翼运行通道3上下方的双列线圈组成，通入的电流幅值、方向和交变频率均相同的双列线圈的上线圈6-1和下线圈6-2以机翼运行通道3的水平中心面为对称面相互上下对称设置。交变电源13两端分别与调压器14的两输入端相连接，调压器14的两输出端分别与充电器15的两输入端相连接，充电器15的一个输出端与高压硅堆16的正极相连，高压硅堆16的负极接电阻17的一端，电阻17的另一端接电容器组19的正极，电容器组19的负极接充电器15的另一输出端并接地，双列线圈串联的电磁推进器6的线圈与放电开关18串联后与脉冲电容器组19并联。本实施方式的双侧驱动线圈必须结构严格对称(包括上下、左右)，这种结构保证发射体受到的电磁力处于对称状态(上下方向和左右方向)，省去了发射体悬浮装置。加速部分包含发射体尾翼或侧翼，当达到最终速度时，启动解锁装置，多余部分将自动脱离。
具体实施方式
二参阅图4、图5，本实施方式与具体实施方式
一不同的是，每组电磁推进器6有n对双列线圈，其n个上线圈6-1和下线圈6-2沿运载器4的运动方向分别呈一字排列，并安装在固定架5上。在每个上线圈6-1和下线圈6-2位于机翼4-1运动方向的一侧各设有一个位置传感器7。每对上线圈6-1和下线圈6-2串联连接，上线圈6-1与下线圈6-2非连接端接充电开关10-1的静接点，放电开关10-2并联连接在充电开关10-1的动接点和下线圈6-2与上线圈6-1非连接端上，脉冲电源11并联连接在放电开关10-2的两端上。在运载器4两侧的两组电磁推进器6的外面罩有一个屏蔽外壳1，在屏蔽外壳1内电磁推进器6沿运载器4运动方向的前后侧分别设有屏蔽层8，屏蔽层8和屏蔽外壳1上开有运载器发射口20。在机翼运行通道3的起始端设有机械弹射装置2。位于外侧的屏蔽层8的外侧还设有能将其运载器发射口20开启和关闭的档板9。单级电磁发射器的发射体的速度是有限的，实用的空间运载器需要制成多级结构。多级电磁推进系统包括二大部分准备发射部分和发射体推进部分，整个系统被屏蔽外壳1与外界隔离。在准备发射部分里做好发射体的上下高度和左右距离的调整。准备好之后进入第二部分，发射体可以一定的速度进入(机械装置弹入)，也可以放在第一级线圈内的某一位置。发射体推进部分主要是多个单级双列无接触式电磁推进器组成，线圈由上线圈6-1和下线圈6-2组成，线圈通过开关10-1和10-2与脉冲电源11相连。在脉冲电源准备好之后，闭合开关10-1，脉冲电源给线圈电感充电，当线圈内的电流达到最大值时，闭合开关10-2。从第二级起，驱动线圈的通电时间是由位置传感器7控制的，位置传感器和驱动线圈被固定架5固定在一起。在相同条件下经过每级线圈的发射体速度增量是不相等的。发射体的速度由速度传感器测得，当发射体达到需要的速度时，后续的驱动线圈就可以不接通电源。发射体达到最后一级时打开挡板9，发射体脱离此电磁推进系统，多余的加速部分将自动脱离。驱动线圈级数的多少是由发射体需要的速度大小决定的。
具体实施方式
一和二的电路结构可以互换。
具体实施方式
三参阅图4，本实施方式与具体实施方式
二不同的是，屏蔽外壳1内部抽成真空。这样可减小空气阻力和辐射。
权利要求
1.无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于它包含运载器(4)、对称固定在运载器(4)两侧的机翼(4-1)、以运载器(4)的中心线为对称轴对称设置在运载器(4)左右侧的两组电磁推进器(6)；电磁推进器(6)的中心处设有与运载器(4)所在空间相贯通的并呈直线形的机翼运行通道(3)，运载器(4)两侧的机翼(4-1)分别设置在两组电磁推进器(6)中的机翼运行通道(3)内；每组电磁推进器(6)包含分别设置在机翼运行通道(3)上下方的双列线圈，通入的电流幅值、方向和交变频率均相同的双列线圈的上线圈(6-1)和下线圈(6-2)以机翼运行通道(3)的水平中心面为对称面相互上下对称设置。
2.根据权利要求1所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于它还包含有交变电源(13)、调压器(14)、充电器(15)、高压硅堆(16)、限流电阻(17)、放电开关(18)、脉冲电容器组(19)，交变电源(13)两端分别与调压器(14)的两输入端相连接，调压器(14)的两输出端分别与充电器(15)的输入端相连接，充电器(15)的一个输出端与高压硅堆(16)的正极相连，高压硅堆(16)的负极接电阻(17)的一端，电阻(17)的另一端接电容器组(19)的正极，电容器组(19)的负极接充电器(15)的另一输出端并接地，双列线圈串联的电磁推进器(6)与放电开关(18)串联后与脉冲电容器组(19)并联。
3.根据权利要求1所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于每组电磁推进器(6)有n对双列线圈，其n个上线圈(6-1)和下线圈(6-2)沿运载器(4)的运动方向分别呈一字排列，并安装在固定架(5)上。
4.根据权利要求3所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于在每个上线圈(6-1)和下线圈(6-2)位于机翼(4)运动方向的一侧各设有一个位置传感器(7)。
5.根据权利要求3或4所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于每对上线圈(6-1)和下线圈(6-2)串联连接，上线圈(6-1)与下线圈(6-2)非连接端接充电开关(10-1)的静接点，放电开关(10-2)并联连接在充电开关(10-1)的动接点和下线圈(6-2)与上线圈(6-1)非连接端上，脉冲电源(11)并联连接在放电开关(10-2)的两端上。
6.根据权利要求3所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于在运载器(4)两侧的两组电磁推进器(6)的外面罩有一个屏蔽外壳(1)，在屏蔽外壳(1)内电磁推进器(6)沿运载器(4)运动方向的前后侧分别设有屏蔽层(8)，屏蔽层(8)和屏蔽外壳(1)开有运载器发射口(20)。
7.根据权利要求3所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于在机翼运行通道(3)的起始端设有机械弹射装置(2)。
8.根据权利要求6所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于位于外侧的屏蔽层(8)的外侧还设有能将其运载器发射口(20)开启和关闭的档板(9)。
9.根据权利要求8所述的无接触板状发射体电磁推进系统，其特征在于屏蔽外壳(1)内部抽成真空。
全文摘要
无接触板状发射体电磁推进系统，它涉及一种高脉冲大电流放电技术的直线电磁推进器。它包含运载器、对称固定在运载器两侧的机翼、以运载器的中心线为对称轴对称设置在运载器左右侧的两组电磁推进器；电磁推进器的中心处设有与运载器所在空间相贯通的并呈直线形的机翼运行通道，运载器两侧的机翼分别设置在两组电磁推进器中的机翼运行通道内；每组电磁推进器包含分别设置在机翼运行通道上下方的双列线圈，通入的电流幅值、方向和交变频率均相同的双列线圈的上线圈和下线圈以机翼运行通道的水平中心面为对称面相互上下对称设置。本发明具有成本低、可控性良好、单位载荷运输费用低、可重复使用的优点。
文档编号H02K41/02GK1477029SQ0313249
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月9日 优先权日2003年7月9日
发明者李立毅, 李小鹏, 程树康, 寇宝泉 申请人:哈尔滨工业大学