变磁极直线加速器

摘要

本发明公开了一种变磁极直线加速器，涉及一种电磁推进技术领域中的直线加速器；具体地说，涉及组成变磁装置的供电导轨和同步芯的结构。本发明主要由变磁装置1、运行轨道2、运动电磁体3组成；在变磁装置1上设置有运行轨道2，在运行轨道2上为运动电磁体3；所述的变磁装置1为沿直线排列的第1电磁铁1.1、第2电磁铁1.2、第3电磁铁1.3……第N电磁铁1.N；各电磁铁的磁极方向是使运动电磁体3沿着运行轨道2加速运动的方向。本发明直线推力大；磁极转换时间为零，直线速度快；动力电源要求很小；运行成本低，可多次使用；安全性能好，操作容易。

权利要求

1.一种变磁极直线加速器，

主要由变磁装置(1)、运行轨道(2)、运动电磁体(3)组成；

在变磁装置(1)上设置有运行轨道(2)，在运行轨道(2)上为运动电磁体(3)；

变磁装置(1)由沿直线排列的第1电磁铁(1.1)、第2电磁铁(1.2)、第3电磁铁(1.3)......第N电磁铁(1.N)、供电导轨(4)和同步芯(5)组成，保证各电磁铁的磁极方向是使运动电磁体(3)沿着运行轨道(2)加速运动的方向，其特征在于：

供电导轨(4)是由2根有源导轨和6根分段的无源同步芯导轨组成：a导轨、b导轨为有源导轨，分别接电源的正、负电极；

c导轨、d导轨、e导轨、f导轨、g导轨、h导轨为无源同步芯导轨，均在变磁装置(1)的每个电磁铁的中心轴线前断为第1段、第2段、第3段......第N段；

e导轨、f导轨的第1段与c导轨、d导轨的第2段分别电气连接，g导轨、h导轨的第1段与e导轨、f导轨的第2段分别电气连接，其后再依次类推电气连接；

第1电磁铁(1.1)的绕组接c导轨、d导轨的第1段，第2电磁铁(1.2)的绕组接c导轨、d导轨的第2段，第3电磁铁(1.3)的绕组接c导轨、d导轨的第3段，其后再依次类推电气连接；

同步芯(5)置于运动电磁体(3)、供电导轨(4)之间，与运动电磁体(3)连为一体；同步芯(5)由8组第一电刷组成，从上到下分别与供电导轨(4)的2根有源导轨和6根无源同步芯导轨接触；从上到下，1、3、6、7电刷相连接，2、4、5、8电刷相连接。

2.按权利要求1所述的一种变磁极直线加速器，其特征在于：运行轨道(2)供运动电磁体(3)支撑和滑行，用非导磁材料制成一种光滑的轨道。

3.按权利要求1所述的一种变磁极直线加速器，其特征在于：运动电磁体(3)由电磁铁(3.1)、绕组(3.2)、第二电刷(3.3)、滚珠轴承(3.4)组成；

电磁铁(3.1)设置的滚珠轴承(3.4)置于运行轨道(2)上；

电磁铁(3.1)上的绕组(3.2)的两端连接有第二电刷(3.3)，第二电刷(3.3)接触供电导轨(4)的a导轨、b导轨得电。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁推进技术领域中的直线加速器，尤其涉及一种变磁极直线加速器；具体地说，涉及组成变磁装置的供电导轨和同步芯的结构。

背景技术

随着航空技术的飞速发展，目前，国内已能利用火箭启动冲压式飞机，但火箭只能使用一次，成本高。而美国、法国等发达国家利用B52飞机+火箭启动冲压式飞机，比中国先进，因B52飞机可反复多次使用，因而启动总成本很低，但仍不理想；为了找到有实用价值的高技术，美国已计划分三阶段研究试验冲压式飞机启动新技术，即X-43A、X-43B、X-43C。总之，美国分阶段研究其目的是：
(1)启动冲压式飞机成本应很低；
(2)安全性好；
(3)直线推力大；
(4)直线速度高，具有2～5倍音速(M)；
(5)动力电源要求很小；
(5)操作易行，无难关。
目前美国已进入第二阶段；第三阶段尚无法进行，难产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种变磁极直线加速器。
本发明的目的是这样实现的：主要利用“直线加速器”的同步原理与直流电动机的展开运转原理相互嫁接而成。
如图1、图2，本发明主要由变磁装置1、运行轨道2、运动电磁体3组成；
在变磁装置1上设置有运行轨道2，在运行轨道2上有运动电磁体3；
所述的变磁装置1为沿直线排列的第1电磁铁1.1、第2电磁铁1.2、第3电磁铁1.3……第N电磁铁1.N；各电磁铁的磁极的方向是使运动电磁体3沿着运行轨道2不断加速运动的方向(图1中为向右)。
本发明的工作原理是：
如图1，假设运动电磁体3上端为S极，则第1电磁铁1.1的上端应为S极，第2电磁铁1.2的上端应为N极。依据同性相斥、异性相吸的原理可知，则运动电磁体3离开第1电磁铁1.1向右边的第2电磁铁1.2运动。
如图3，当运动电磁体3一越过第2电磁铁1.2，第2电磁铁1.2的上端应变为S极，第3电磁铁1.3的上端应变为N极。依据同性相斥、异性相吸的原理可知，则运动电磁体3离开第2电磁铁1.2向右边的第3电磁铁1.3运动。
依次类推，使运动电磁体3沿着运行轨道2的方向不断加速运动。
本发明的特征和技术效果：
1、本发明利用直流电机展开原理，使两磁极最接近时所产生的相互作用力最大(公理)，因而直线推力大。
2、因为引进了直线加速器的同步原理，磁极转换时间为零，直线速度快。
3、通过对力测定的初步实验，每支12V汽车电池可产生10Kg的直线推力。若某种冲压式飞机需推力为15～20吨，则需汽车电池1500-2000只；本发明动力电源要求很小，只是美国电磁推进试验的8～10％(与罗伦之力对比)。
4、本发明运行成本低，可多次使用(火箭只能使用一次)。
5、安全性能好，不会爆炸。
6.本发明为敞开式，操作容易。
由此可见，本发明是启动冲压式飞机的理想技术，是填补国内空白、超越美国X-43C的高技术，因而，可大大降低冲压式飞机的启动成本，且安全性好，经济实用，性价比高，有益国防建设，节约国防开支；在技术上实现赶超美国高技术的目标。

附图说明

图1-本发明工作原理示意图(主视图)之一；
图2-本发明工作原理示意图(左视图)；
图3-本发明工作原理示意图(主视图)之二；
图4-运动电磁体工作原理示意图；
图5-变磁装置工作原理示意图之一；
图6-变磁装置工作原理示意图之二。
其中：
1-变磁装置，
1.1-第1电磁铁，1.2-第2电磁铁，1.N-第N电磁铁；
2-运行道轨；
3-运动电磁体；
4-供电导轨；
5-同步芯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作进一步的说明。
1、运行道轨2
运行轨道2供运动电磁体3支撑和滑行，用非导磁材料制成一种光滑的轨道。
2、运动电磁体3
如图4，运动电磁体3由电磁铁3.1、绕组3.2、电刷3.3、滚珠轴承3.4组成；
电磁铁3.1设置的滚珠轴承3.4置于运行道轨2上；
电磁铁3.1上的绕组3.2的两端连接有电刷3.3，电刷3.3接触供电导轨4的a导轨、b导轨得电。
3、变磁装置1
变磁装置1由沿直线排列的第1电磁铁1.1、第2电磁铁1.2、第3电磁铁1.3……第N电磁铁1.N；供电导轨4和同步芯5组成，保证各电磁铁的磁极方向是使运动电磁体3沿着运行轨道2加速运动的方向。
1)供电导轨4
如图5、图6，供电导轨4是由2根有源导轨和6根分段的无源同步芯导轨组成：
a导轨、b导轨为电源导轨，分别接电源的正、负电极；
c导轨、d导轨、e导轨、f导轨、g导轨、h导轨为无源同步芯导轨，均在变磁装置1的每个电磁铁的中心轴线前断为第1段、第2段、第3段……第N段；
e导轨、f导轨的第1段与c导轨、d导轨的第2段分别电气连接，
g导轨、h导轨的第1段与e导轨、f导轨的第2段分别电气连接，
其后再依次类推电气连接；
第1电磁铁1.1的绕组接c导轨、d导轨的第1段，
第2电磁铁1.2的绕组接c导轨、d导轨的第2段，
第3电磁铁1.3的绕组接c导轨、d导轨的第3段；
其后再依次类推电气连接。
2)同步芯5
如图5、图6，同步芯5置于运动电磁体3、供电导轨4之间，与运动电磁体3连为一体；同步芯5由8组电刷组成，从上到下分别与供电导轨4的2根有源导轨和6根无源同步芯导轨接触；从上到下，1、3、6、7组电刷相连接，2、4、5、8组电刷相连接。
具体地说，当运动电磁体3上的同步芯5从第1电磁铁1.1运动到第2电磁铁1.2的中心轴线时，从同步芯5上获得电源的c导轨、d导轨、e导轨、f导轨、g导轨、h导轨其第1段全部断电；从同步芯5上获得电源的c导轨、d导轨其第2段从上到下电源极性由负、正变为正、负，实现了第2电磁铁1.2的电源换向，相对应的第2电磁铁1.2的上部由N极变换为S极，与运动电磁体3上部的S极形成推斥力。
基于上述供电导轨4和同步芯5的具体结构，当运动电磁体3向右运动时，自始至终，不断加速。运动电磁体3通过滑行供电，便于在短时间内带动飞机作直线运动，达到M2-3速度。当运动电磁体3的中轴线与两侧的双磁极中心轴重合时，由同步芯5实现变磁，由原吸引力变为推斥力。这一过程在同一时间完成，即所用时间为零。这就是直线加速器同步原理。