一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，包括轨道分系统，用于为运载火箭分系统提供发射轨道和系统所需的悬浮力、导向力，轨道分系统由轨道起始段、弯道加速段和减速段构成；橇车分系统，用于承载运载火箭分系统在轨道分系统实现发射；电磁推进分系统，用于提供橇车分系统和运载火箭分系统行驶所需的推进力；运载火箭分系统，用于装载和运送卫星并在所述轨道分系统行驶；综合指挥控制分系统，分别与轨道分系统、橇车分系统、电磁推进分系统、运载火箭分系统网络连接，以监控各个分系统的实时工作状态并下发控制指令。本发明专利技术实现了一种利用磁悬浮与电磁推进系统实现的运载火箭发射系统。

A launch system of launch vehicle based on magnetic suspension electromagnetic propulsion

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统
本专利技术涉及磁悬浮与电磁推进
，尤其涉及一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统。
技术介绍
传统的航天发射主要是利用航天发射场基础设施(含技术区和发射区)，支撑运载火箭的发射。传统发射方式从技术区转到发射塔架进行发射，需要协调人员、工装、后勤、运输、物资大量资源，工作量大且各工作关联性强，一个环节的问题甚至会直接推迟整个发射任务，整个运行过程持续数天，运行成本占据总发射成本较大比重。此外，采用现有发射方式，发射台、导流面等均处于燃气火焰及其反弹火焰的直接破坏范围内，振动作用和高温辐射作用的破坏范围较宽，发射位置附近的所有设施都可能由于振动和高温辐射引起松动、变形甚至是功能失效，需要在下次发射前，采取必要措施对发射设施进行防烧蚀、加固等维修和维护处理。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，实现了一种利用磁悬浮与电磁推进系统实现的运载火箭发射系统。本专利技术提供了一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，包括：轨道分系统，包括沿着指定路线设置的道床以及设置在所述道床上的悬浮子系统，用于为运载火箭分系统提供发射轨道和系统所需的悬浮力、导向力，所述发射轨道由轨道起始段、弯道加速段和减速段构成；橇车分系统，通过所述悬浮子系统与所述轨道分系统连接，用于承载所述运载火箭分系统在所述轨道分系统发射，并在运载火箭发射阶段实现解锁分离；电磁推进分系统，用于提供所述橇车分系统和所述运载火箭分系统行驶所需的推进力；运载火箭分系统，用于装载和运送卫星并在所述轨道分系统行驶；综合指挥控制分系统，分别与所述轨道分系统、橇车分系统、电磁推进分系统、运载火箭分系统网络连接，以监控各个分系统的实时工作状态并下发控制指令。其中，所述悬浮子系统包括感应轨道和超导块材，所述感应轨道均匀铺设于所述道床上，所述超导块材设置在所述橇车分系统底部，当所述橇车分系统与所述感应轨道相对运动时，在所述感应轨道中产生感应磁场，使得超导块材的磁场与所述感应磁场相互作用产生悬浮斥力，实现轨道分系统与所述橇车分系统的分离。其中，所述电磁推进分系统，包括直线电机、电力变化调节装置、能量存储装置和制动装置；所述直线电机包括两级结构，所述直线电机的初级设置在发射轨道侧壁上，所述电机的次级设置在所述橇车分系统上，所述直线电机的两级结构通过运动方向的相互作用，牵引所述橇车分系统在运动方向上加速行驶；所述电力变化调节装置，用于调节所述直线电机的电力变化；所述能量存储装置，用于为所述电力变化调节装置供电；所述制动装置，用于实现对所述橇车分系统的减速或停止运行控制。其中，所述能量存储装置包括设置在所述轨道分系统一侧的飞轮、储能装置，所述储能装置于电网相连；所述储能装置产生的电能传入沿线间隔设置的轨旁变电站，后经沿路供电电缆分段传入安装在所述感应轨道上的直线电机的初级。其中，所述橇车分系统，包括车体、杜瓦整流罩以及锁定及解锁机构；所述车体，设置在悬浮子系统上，用于承载所述运载火箭分系统进行发射，并在所述锁定及解锁机构释放所述运载火箭分系统之后返回；所述杜瓦整流罩，用于保护所述运载火箭分系统，以防止所述运载火箭分系统受气动力、气动加热和/或声振的影响；所述锁定及解锁机构，用于锁定所述运载火箭分系统，并在到达指定位置时解锁，释放所述运载火箭分系统。其中，所述橇车分系统，还包括：橇车监控设备，用于监控承载有所述运载火箭分系统的车体的实时发射状态。其中，所述综合指挥控制分系统，包括发射集中控制子系统、指挥调度子系统和视频监控子系统；所述发射集中控制子系统，用于实现自动悬浮控制功能、电力牵引控制功能、电力制动与机械制动控制功能和电源控制功能；所述指挥调度子系统，与控制中心通信连接，用于与控制中心进行通信实现综合指挥调度；所述视频监控子系统，用于实现速度测量、运载火箭定位、进站检测、全运载火箭状态检测与故障诊断。其中，所述视频监控子系统包括计算机模拟设置与监控界面、CAN-USB转接卡、监控与通讯电路；计算机模拟设置与监控界面具有显示和信息交换作用，通过CAN-USB转接卡同监控与通讯电路进行通讯，CAN-USB转接卡通过CAN总线与监控与通讯电路连接。其中，所述综合指挥控制分系统，还包括：大屏显示子系统，用于对所述视频监控子系统采集的数据进行显示。本专利技术实施例提供的基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，利用磁悬浮与电磁推进分系统，为运载火箭提供一定的初始速度和初始高度，在此基础上利用橇车分系统，实现运载火箭接力工作，将运载火箭等有效载荷送入预定轨道，实现运载火箭的发射。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例的一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统的结构框图；图2为本专利技术另一实施例的一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统的结构框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。图1示意性示出了本专利技术实施例的一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统的结构框图。参照图1，本专利技术实施例提供的基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统10，包括轨道分系统101、电磁推进分系统102、橇车分系统103、综合指挥控制分系统104以及运载火箭分系统105，其中：轨道分系统101，包括沿着指定路线设置的道床以及设置在所述道床上的悬浮子系统，用于为运载火箭分系统105提供发射轨道以及系统所需的悬浮力和导向力，所述发射轨道由轨道起始段、弯道加速段和减速段构成；橇车分系统103，通过所述悬浮子系统与所述轨道分系统101连接，用于承载所述运载火箭分系统105在所述轨道分系统101发射，并在运载火箭发射阶段实现解锁分离；电磁推进分系统102，用于提供所述橇车分系统103和所述运载火箭分系统105行驶所需的推进力；运载火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，其特征在于，包括：轨道分系统，包括沿着指定路线设置的道床以及设置在所述道床上的悬浮子系统，用于为运载火箭分系统提供发射轨道和系统所需的悬浮力、导向力，所述发射轨道由轨道起始段、弯道加速段和减速段构成；橇车分系统，通过所述悬浮子系统与所述轨道分系统连接，用于承载所述运载火箭分系统在所述轨道分系统发射，并在运载火箭发射阶段实现解锁分离；电磁推进分系统，用于提供所述橇车分系统和所述运载火箭分系统行驶所需的推进力；运载火箭分系统，用于装载和运送卫星并在所述轨道分系统行驶；综合指挥控制分系统，分别与所述轨道分系统、橇车分系统、电磁推进分系统、运载火箭分系统网络连接，以监控各个分系统的实时工作状态并下发控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁悬浮电磁助推的运载火箭发射系统，其特征在于，包括：轨道分系统，包括沿着指定路线设置的道床以及设置在所述道床上的悬浮子系统，用于为运载火箭分系统提供发射轨道和系统所需的悬浮力、导向力，所述发射轨道由轨道起始段、弯道加速段和减速段构成；橇车分系统，通过所述悬浮子系统与所述轨道分系统连接，用于承载所述运载火箭分系统在所述轨道分系统发射，并在运载火箭发射阶段实现解锁分离；电磁推进分系统，用于提供所述橇车分系统和所述运载火箭分系统行驶所需的推进力；运载火箭分系统，用于装载和运送卫星并在所述轨道分系统行驶；综合指挥控制分系统，分别与所述轨道分系统、橇车分系统、电磁推进分系统、运载火箭分系统网络连接，以监控各个分系统的实时工作状态并下发控制指令。2.根据权利要求1所述的磁悬浮电磁助推发射系统，其特征在于，所述悬浮子系统包括感应轨道和超导块材，所述感应轨道均匀铺设于所述道床上，所述超导块材设置在所述橇车分系统底部，当所述橇车分系统与所述感应轨道相对运动时，在所述感应轨道中产生感应磁场，使得超导块材的磁场与所述感应磁场相互作用产生悬浮斥力，实现轨道分系统与所述橇车分系统的分离。3.根据权利要求1所述的磁悬浮电磁助推发射系统，其特征在于，所述电磁推进分系统，包括直线电机、电力变化调节装置、能量存储装置和制动装置；所述直线电机包括两级结构，所述直线电机的初级设置在发射轨道侧壁上，所述电机的次级设置在所述橇车分系统上，所述直线电机的两级结构通过运动方向的相互作用，牵引所述橇车分系统在运动方向上加速行驶；所述电力变化调节装置，用于调节所述直线电机的电力变化；所述能量存储装置，用于为所述电力变化调节装置供电；所述制动装置，用于实现对所述橇车分系统的减速或停止运行控制。4.根据权利要求3所述的磁悬浮电磁助推发射系统，其特征在于，所述能量存储装置包括设置在所述轨道分系统一侧的飞轮、储能装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟茂春，毛凯，张艳清，马逊，张庆杰，康颖，谭浩，邹玲，胡良辉，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11