本發(fā)明涉及航天電磁發(fā)射系統(tǒng)，具體涉及電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外采用的發(fā)射航天器的發(fā)射助推機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，大多是采用鋼結(jié)構(gòu)發(fā)射架將大功率液體運載火箭或固體運載火箭固定，以火箭發(fā)動機作為動力裝置，發(fā)射的時候鋼結(jié)構(gòu)固定支架松開，火箭點火發(fā)射將航天器送入預(yù)定區(qū)域，進而實現(xiàn)航天器的發(fā)射?，F(xiàn)有發(fā)射助推機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建造成本高、施工精度要求很高，且采用火箭發(fā)動機，發(fā)動機本體加上助推劑機構(gòu)龐大、成本高、能耗高，由于助推劑采用化學(xué)制劑，碳排放量大，也具有較高的危險性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的發(fā)射助推機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、建造成本高、施工精度要求很高、能耗高且危險性較高的不足，提供電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)。

2、本發(fā)明提供電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，包括兩個主梁、兩個副梁和橇車，兩個主梁位于兩個副梁之間，主梁和副梁均具有水平段、弧形段和減速段，弧形段兩端分別連接水平段和減速段，弧形段和減速段朝上延伸設(shè)置；

3、主梁和相鄰副梁之間具有懸浮槽，主梁和相鄰副梁的相對側(cè)設(shè)置有懸浮模組，主梁和相鄰副梁的懸浮模組能夠在懸浮槽內(nèi)形成懸浮磁場；

4、兩個主梁之間具有推進槽，兩個主梁的相對側(cè)設(shè)置有推進模組，兩個主梁的推進模組能夠在推進槽內(nèi)形成推進磁場；

5、兩個主梁的頂部設(shè)有滑軌，橇車底部通過滑靴設(shè)置在滑軌上，橇車上方用于放置待發(fā)射航天器，橇車底部還具有對應(yīng)懸浮槽的懸浮支腿以及對應(yīng)推進槽的推進支腿；懸浮支腿的下方設(shè)有懸浮磁體，懸浮磁體位于懸浮槽內(nèi)的懸浮模組之間，懸浮磁場能夠?qū)腋〈朋w產(chǎn)生向上的浮力；推進支腿的下方設(shè)有推進磁體，推進磁體位于推進槽內(nèi)的推進模組之間，推進磁場能夠為推進磁體提供沿主梁向前加速的推力。

6、本方案所述電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，待發(fā)射航天器設(shè)置在橇車上，橇車底部通過滑靴設(shè)置在滑軌上，滑軌設(shè)置在主梁的頂部，進而使得橇車能夠得到穩(wěn)定的支撐，即在發(fā)射前的穩(wěn)定支撐；橇車底部還具有對應(yīng)懸浮槽的懸浮支腿，懸浮支腿的下方設(shè)有懸浮磁體，懸浮磁體位于懸浮槽內(nèi)懸浮模組之間，在懸浮模組的作用下，懸浮磁場能夠?qū)腋〈朋w產(chǎn)生向上的浮力；橇車底部還具有對應(yīng)推進槽的推進支腿，推進支腿的下方設(shè)有推進磁體，推進磁體位于推進槽內(nèi)的推進模組之間，在推進模組的作用下，推進磁場能夠為推進磁體提供沿主梁長度方向向前加速的推力。

7、使用時，通過控制懸浮模組產(chǎn)生懸浮磁場，在懸浮磁場對懸浮磁體產(chǎn)生向上浮力的作用下，橇車上底部脫離滑軌，然后控制推進模組對推進磁體產(chǎn)生推力，進而對橇車和待發(fā)射航天器整體產(chǎn)生加速度進行加速，隨著在水平段對橇車和待發(fā)射航天器的加速、弧形段對橇車和待發(fā)射航天器的加速和上升，進而使得待發(fā)射航天器的速度達到預(yù)設(shè)的發(fā)射速度，后再通過減速段對橇車的減速，進而使得待發(fā)射航天器與橇車分離，待發(fā)射航天器發(fā)射出去，這種通過兩個主梁、兩個副梁以及磁場來實現(xiàn)待發(fā)射航天器發(fā)射的方式，其相比于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)射架，結(jié)構(gòu)簡單、成本更低、施工精度要求較低，且無需采用助推劑等化學(xué)制劑，大幅降低碳排放量，亦更加安全。

8、優(yōu)選地，推進槽的兩內(nèi)側(cè)壁通過螺栓固定推進模組，懸浮槽兩側(cè)內(nèi)壁通過螺栓固定懸浮模組，便于安裝和更換。

9、優(yōu)選地，推進模組對齊推進槽的頂面，懸浮模組對齊懸浮槽的頂面，使得橇車底部的懸浮支腿和推進支腿的高度可以設(shè)置更小，進而降低橇車的自身重心，使得更加穩(wěn)定。

10、優(yōu)選地，兩個主梁的背離側(cè)的頂部設(shè)有下凹臺階，滑軌固定設(shè)置在下凹臺階的臺階面上。

11、能夠降低橇車在主梁上的設(shè)置高度，進而降低橇車重心，更加穩(wěn)定和安全。

12、優(yōu)選地，還包括懸浮控制模塊和推進控制模塊，懸浮控制模塊用于控制懸浮磁場的啟閉，推進控制模塊用于控制推進磁場的啟閉以及產(chǎn)生正反兩個方向的磁場。

13、優(yōu)選地，懸浮支腿為直角三角形框架，直角三角形框架的斜邊靠近推進槽，直角三角形框架的豎直邊對應(yīng)懸浮槽的正中間，懸浮磁體豎直設(shè)置于懸浮槽的正中間；

14、推進支腿為柱形結(jié)構(gòu)，推進支腿對應(yīng)與推進槽的正中間，推進磁體豎直設(shè)置于推進槽的正中間。

15、懸浮支腿采用直角三角形框架，能夠減輕橇車自重，且三角形框架具有穩(wěn)定性，能夠穩(wěn)定連接懸浮磁體，保證懸浮磁體豎直設(shè)置于懸浮槽的正中間。

16、優(yōu)選地，兩個主梁之間通過橫隔梁連接，主梁與副梁之間通過橫隔梁連接，形成整體，加強整體的穩(wěn)定性。

17、優(yōu)選地，主梁、副梁和橫隔梁整體設(shè)置于支座上，支座設(shè)置于承臺上，承臺下方具有樁基，承臺頂面與地面齊平，兩個主梁之間的橫隔梁、主梁與副梁之間的橫隔梁均沿水平段、弧形段和減速段間隔設(shè)置，承臺中部設(shè)有檢修通道，檢修通道沿主梁長度方向設(shè)置，檢修通道位于相鄰兩個主梁之間的橫隔梁的正下方，沿主梁長度方向的相鄰橫隔梁之間具有間隙，檢修通道連通兩個主梁之間的間隙。

18、橫隔梁均沿水平段、弧形段和減速段間隔設(shè)置，在將主梁、副梁均連接整體，保證整體強度的前提下，減少鋼筋混凝土的總量，節(jié)約成本。且主梁、副梁和橫隔梁均設(shè)置于支座上，支座設(shè)置于承臺上，承臺下方具有樁基，承臺頂面與地面齊平，通過樁基結(jié)構(gòu)、承臺和支座對主梁、副梁和橫隔梁整體進行支撐，能夠保證支撐的穩(wěn)定性。且相鄰兩個主梁之間的橫隔梁間隔設(shè)置，相鄰橫隔梁之間的間隙作為檢修空間，通過承臺中部設(shè)有檢修通道，檢修通道沿主梁長度方向設(shè)置，檢修通道位于相鄰兩個主梁之間的橫隔梁的正下方，檢修通道連通兩個主梁之間的間隙，能夠?qū)崿F(xiàn)對兩個主梁結(jié)構(gòu)進行檢修。

19、優(yōu)選地，兩個主梁之間的橫隔梁、主梁與副梁之間的橫隔梁在水平段、弧形段和減速段上對應(yīng)設(shè)置，能夠增強連接強度。

20、優(yōu)選地，副梁下部尺寸小于副梁上部尺寸，副梁下部和副梁上部通過內(nèi)側(cè)傾斜的過渡段連接，在通過橫隔梁增強整體強度的基礎(chǔ)上，能夠減小副梁下部尺寸，進而減少施工成本。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

22、本發(fā)明提供電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，通過控制懸浮模組產(chǎn)生懸浮磁場，在懸浮磁場對懸浮磁體產(chǎn)生向上浮力的作用下，橇車上底部脫離滑軌，然后控制推進模組對推進磁體產(chǎn)生推力，進而對橇車和待發(fā)射航天器整體產(chǎn)生加速度進行加速，隨著在水平段對橇車和待發(fā)射航天器的加速、弧形段對橇車和待發(fā)射航天器的加速和上升，進而使得待發(fā)射航天器的速度達到發(fā)射速度，后再通過減速段對橇車的減速，進而使得待發(fā)射航天器與橇車分離，待發(fā)射航天器發(fā)射出去，這種通過兩個主梁、兩個副梁以及磁場來實現(xiàn)待發(fā)射航天器發(fā)射的方式，其相比于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)射架，結(jié)構(gòu)簡單、成本更低、施工精度要求較低，且無需采用助推劑等化學(xué)制劑，大幅降低碳排放量，亦更加安全。

技術(shù)特征：

1.電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括兩個主梁(1)、兩個副梁(2)和橇車(6)，兩個主梁(1)位于兩個副梁(2)之間，主梁(1)和副梁(2)均具有水平段(17)、弧形段(18)和減速段(19)，弧形段(18)兩端分別連接水平段(17)和減速段(19)，弧形段(18)和減速段(19)朝上延伸設(shè)置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，推進槽(13)的兩內(nèi)側(cè)壁通過螺栓(16)固定推進模組(4)，懸浮槽(12)兩側(cè)內(nèi)壁通過螺栓(16)固定懸浮模組(5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，推進模組(4)對齊推進槽(13)的頂面，懸浮模組(5)對齊懸浮槽(12)的頂面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個主梁(1)的背離側(cè)的頂部設(shè)有下凹臺階(101)，滑軌(8)固定設(shè)置在下凹臺階(101)的臺階面上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括懸浮控制模塊和推進控制模塊，懸浮控制模塊用于控制懸浮磁場的啟閉，推進控制模塊用于控制推進磁場的啟閉以及產(chǎn)生正反兩個方向的磁場。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，懸浮支腿(15)為直角三角形框架，直角三角形框架的斜邊靠近推進槽(13)，直角三角形框架的豎直邊對應(yīng)懸浮槽(12)的正中間，懸浮磁體(9)豎直設(shè)置于懸浮槽(12)的正中間；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個主梁(1)之間通過橫隔梁(3)連接，主梁(1)與副梁(2)之間通過橫隔梁(3)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，主梁(1)、副梁(2)和橫隔梁(3)整體設(shè)置于支座(22)上，支座(22)設(shè)置于承臺(20)上，承臺(20)下方具有樁基(23)，承臺(20)頂面與地面齊平，兩個主梁(1)之間的橫隔梁(3)、主梁(1)與副梁(2)之間的橫隔梁(3)均沿水平段(17)、弧形段(18)和減速段(19)間隔設(shè)置，承臺(20)中部設(shè)有檢修通道(21)，檢修通道(21)沿主梁(1)長度方向設(shè)置，檢修通道(21)位于相鄰兩個主梁(1)之間的橫隔梁(3)的正下方，沿主梁(1)長度方向的相鄰橫隔梁(3)之間具有間隙，檢修通道(21)連通兩個主梁(1)之間的間隙。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個主梁(1)之間的橫隔梁(3)、主梁(1)與副梁(2)之間的橫隔梁(3)在水平段(17)、弧形段(18)和減速段(19)上對應(yīng)設(shè)置。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，其特征在于，副梁(2)下部尺寸小于副梁(2)上部尺寸，副梁(2)下部和副梁(2)上部通過內(nèi)側(cè)傾斜的過渡段(201)連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電磁助推發(fā)射軌道梁結(jié)構(gòu)，通過控制懸浮模組產(chǎn)生懸浮磁場，在懸浮磁場對懸浮磁體產(chǎn)生向上浮力的作用下，橇車上底部脫離滑軌，然后控制推進模組對推進磁體產(chǎn)生推力，進而對橇車和待發(fā)射航天器整體產(chǎn)生加速度進行加速，隨著在水平段對橇車和待發(fā)射航天器的加速、弧形段對橇車和待發(fā)射航天器的加速和上升，進而使得待發(fā)射航天器的速度達到預(yù)設(shè)的速度，后再通過減速段對橇車的減速，進而使得待發(fā)射航天器與橇車分離，待發(fā)射航天器發(fā)射出去，這種通過兩個主梁、兩個副梁以及磁場來實現(xiàn)待發(fā)射航天器發(fā)射的方式，其相比于鋼結(jié)構(gòu)發(fā)射架，結(jié)構(gòu)簡單、成本更低、施工精度要求較低，且無需采用助推劑等化學(xué)制劑，大幅降低碳排放量，亦更加安全。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭曉龍,曾永平,任科,周川江,陶奇,楊國靜,龐林,劉力維,黃志相
受保護的技術(shù)使用者：中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10