无接触板状发射体电磁推进系统

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。

附图说明：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-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I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。