基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统技术方案

本实用新型专利技术涉及超导及航天发射技术领域，公开了一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统。该系统包括发射装置、超导块材/堆叠涂层超导体、悬浮超导磁体、永磁体和轨道导体，超导块材/堆叠涂层超导体设置在发射装置内与轨道对应的位置上，悬浮超导磁体设置在发射装置的底部表面上，永磁体设置在发射线路的静止及低速运行段发射轨道上，轨道导体设置在发射线路的高速及超高速运行段轨道上或在轨道上通长设置，在静止及低速运行段，超导块材/堆叠涂层超导体和永磁体相互作用以支撑发射装置并为发射装置提供导向力，在高速及超高速运行段，悬浮超导磁体和轨道导体中的感应电流相互作用以为发射装置提供悬浮力和导向力。

Supersonic launch system based on Hybrid Maglev

【技术实现步骤摘要】
基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统
本技术涉及超导及航天发射
，尤其涉及一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统。
技术介绍
发射系统由于其搭载被试物的特殊性，要求运动过程中具有较低的振动，防止被试物因振动幅度过大而损坏。现有的近地面发射主要以滑靴与滑轨约束配合方式实现支承和导向，通过对滑靴进行减振设计，隔离滑靴与滑轨之间的碰撞引起的振动响应，达到减振的目的。超高速发射时，碰撞幅值急剧增大，将给滑靴减振设计提出巨大挑战。因此，超音速发射系统大多以磁悬浮方式支撑，如美国的Holloman发射基地正研发磁悬浮支承、Ma10左右的发射系统。然而，现有的磁悬浮支承方式尚无法实现发射系统从低速到超音速的全速域悬浮运行。
技术实现思路
本技术提供了一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统，能够解决现有技术中无法实现发射系统从低速到超音速的全速域悬浮运行的技术问题。本技术提供了一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统，其中，该系统包括发射装置、超导块材/堆叠涂层超导体、悬浮超导磁体、永磁体和轨道导体，所述超导块材/堆叠涂层超导体设置在所述发射装置内与轨道对应的位置上，所述悬浮超导磁体设置在所述发射装置的底部表面上，所述永磁体设置在发射线路的静止及低速运行段发射轨道上，所述轨道导体设置在发射线路的高速及超高速运行段轨道上或在轨道上通长设置，在静止及低速运行段，所述超导块材/堆叠涂层超导体和所述永磁体相互作用以支撑所述发射装置并为所述发射装置提供导向力，在高速及超高速运行段，所述悬浮超导磁体和所述轨道导体中的感应电流相互作用以为所述发射装置提供悬浮力和导向力。优选地，所述永磁体在对应运行段轨道上水平铺设。优选地，所述轨道导体铺设在对应运行段轨道侧壁上。优选地，该系统还包括设置在轨道上的地面定子线圈，所述悬浮超导磁体与所述地面定子线圈相互作用为所述发射装置提供推进力。优选地，该系统还包括火箭发动机，设置在所述发射装置上为所述发射装置提供推进力。优选地，该系统还包括设置在所述发射装置左右两侧的感应单元和在轨道上对应设置的地面定子线圈，所述感应单元与所述地面定子线圈相互作用为所述发射装置提供推进力。优选地，该系统还包括设置在所述发射装置内左右两侧的推进超导磁体和在轨道上对应设置的地面定子线圈，所述推进超导磁体与所述地面定子线圈相互作用为所述发射装置提供推进力。优选地，该系统还包括设置在所述发射装置底部且以所述悬浮超导磁体间隔开的感应单元和设置在轨道上的地面定子线圈，所述悬浮超导磁体与对应于所述悬浮超导磁体的所述地面定子线圈相互作用为所述发射装置提供推进力，同时所述感应单元与对应于所述感应单元的所述地面定子线圈相互作用为所述发射装置提供推进力。优选地，所述地面导体为高电导率金属板或线圈。优选地，高电导率金属为铜或铝。通过上述技术方案，可以设置所述超导块材/堆叠涂层超导体和所述永磁体提供钉扎悬浮特性，设置所述悬浮超导磁体和所述轨道导体提供电动悬浮特性，在低速运行时，发射装置可以依靠钉扎自稳定悬浮特性能够实现支承与导向作用；在高速及超高速运行时，发射装置可以依靠超导磁体的强磁场与地面轨道导体中感应的涡流相互作用，产生悬浮、导向力。由此，可以克服超高速下钉扎悬浮、导向刚度不足，低速下电动悬浮需要机械辅助支撑的缺陷，具备从低速到超音速全速域悬浮稳定运行的特点(即，全运动过程无摩擦运行)。附图说明所包括的附图用来提供对本技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的发射线路示意图；图2为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的发射线路示意图；图3为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图；图4为根据本技术实施例的一种包含双边超导直线同步电机动力源的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图；图5为根据本技术实施例的一种包含火箭发动机动力源的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图；图6为根据本技术实施例的一种包含单边感应直线电机动力源的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图；图7为根据本技术实施例的一种包含单边超导同步直线电机动力源的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图；图8为根据本技术实施例的一种包含双边超导直线同步电机和双边直线感应电机组合动力源的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的发射线路示意图；图2为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的发射线路示意图；图3为根据本技术实施例的一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统的示意图。其中，本技术所述的基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统例如可以用于低阻、低振动、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统，其特征在于，该系统包括发射装置(1)、超导块材/堆叠涂层超导体(2)、悬浮超导磁体(3)、永磁体(4)和轨道导体(5)，所述超导块材/堆叠涂层超导体(2)设置在所述发射装置(1)内与轨道对应的位置上，所述悬浮超导磁体(3)设置在所述发射装置(1)的底部表面上，所述永磁体(4)设置在发射线路的静止及低速运行段发射轨道上，所述轨道导体(5)设置在发射线路的高速及超高速运行段轨道上或在轨道上通长设置，在静止及低速运行段，所述超导块材/堆叠涂层超导体(2)和所述永磁体(4)相互作用以支撑所述发射装置(1)并为所述发射装置(1)提供导向力，在高速及超高速运行段，所述悬浮超导磁体(3)和所述轨道导体(5)中的感应电流相互作用以为所述发射装置(1)提供悬浮力和导向力。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电动及钉扎混合磁悬浮的超音速发射系统，其特征在于，该系统包括发射装置(1)、超导块材/堆叠涂层超导体(2)、悬浮超导磁体(3)、永磁体(4)和轨道导体(5)，所述超导块材/堆叠涂层超导体(2)设置在所述发射装置(1)内与轨道对应的位置上，所述悬浮超导磁体(3)设置在所述发射装置(1)的底部表面上，所述永磁体(4)设置在发射线路的静止及低速运行段发射轨道上，所述轨道导体(5)设置在发射线路的高速及超高速运行段轨道上或在轨道上通长设置，在静止及低速运行段，所述超导块材/堆叠涂层超导体(2)和所述永磁体(4)相互作用以支撑所述发射装置(1)并为所述发射装置(1)提供导向力，在高速及超高速运行段，所述悬浮超导磁体(3)和所述轨道导体(5)中的感应电流相互作用以为所述发射装置(1)提供悬浮力和导向力。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述永磁体(4)在对应运行段轨道上水平铺设。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述轨道导体(5)铺设在对应运行段轨道侧壁上。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括设置在轨道上的地面定子线圈(6)，所述悬浮超导磁体(3)与所述地面定子线圈(6)相互作用为所述发射装置(1)提供推进力。


5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，毛凯，张艳清，韩树春，翟茂春，谭浩，邹玲，胡道宇，周伟，龚珺，高文轶，邢祥峰，
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：新型
国别省市：北京;11