CN107804472A

CN107804472A - 高速机车助推系统

Info

Publication number: CN107804472A
Application number: CN201710926018.8A
Authority: CN
Inventors: 廖忠民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-06
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2018-03-16

Abstract

一种高速机车助推系统，包括：控制中心，控制备份中心，前高速机车、中间车厢，后高速机车，连接系统，发射系统，轨道系统,安保系统；通过高速机车配合电磁弹射系统使用可再生能源为航天器发射助推；使得航天器在使用宝贵的航天燃料之前就获得了一个不小的初速度；增加了航天器的起飞动能，节约了航天燃料，减少了对环境的污染；达到提高效率、节约成本、增强环境保护的有益效果。

Description

高速机车助推系统

技术领域

本发明涉及航天领域，特别是涉及一种高速机车助推系统。

背景技术

用可再生能源替代不可再生能源是节能环保的一项重要课题，航天器发射使用的化学能源，是一种不可再生能源，而且是一种昂贵的能源，为了能够减少其用量，以进一步节约能源，保护环境，人们进行了长期的努力，取得了巨大的进步，并且正在努力争取获得更大的进步。

发明内容

为此，本发明提出了一种高速机车助推系统，以助力减少航天器化学能源的用量，提高航天效率。

图1是一种高速机车助推系统的电动高速机车部分示意图，由于长度方向比较长，所以中间车厢5的中段按照机械制图简化画法的有关规定，用断开线省略缩短绘制；图2是图1左半部分的放大图及前后整流罩局部剖切示意图，对前整流罩3、后整流罩4进行局部剖切，以便可以看见电磁弹射器系统7的一部分；一种高速机车助推系统，包括：控制中心，控制备份中心，前电动机车1、中间车厢5，后电动机车6，连接系统，发射系统2，轨道系统,安保系统；所述的控制中心，包括中心计算机控制系统，电源系统，中心管理系统，中心信息系统，中心数据系统，通信网络系统，源标准时基、标准频率系统，以及系统备份；所述的控制备份中心，设置有控制中心的备份装置，所述的备份，包括硬件备份、软件备份、数据备份；所述的机车是一种高速机车，包括车体、计算机控制网络系统、牵引传动系统、转向架、制动系统、供电系统、车端连接装置，监测系统；所述的计算机控制网络系统，包括运行监控分系统，故障检测诊断分系统，通信网络分系统；所述的牵引传动系统，包括，主变流器，牵引变压器，牵引电动机，牵引传动控制分系统；所述的主变流器，包括驱动电路，大功率器件，冷却装置；所述的大功率器件包括绝缘栅双极晶体管IGBT，或者门极可关断晶体管GTO，或者智能功率模块IPM，或者集成门极换向晶闸管IGCT；所述的冷却装置包括风冷、或者水冷、或者油冷、或者热管冷却；所述的牵引变压器，包括电子变压器，或者高温超导变压器；所述的牵引电动机，包括三相交流异步电动机，或者永磁同步电动机；所述的牵引传动控制分系统包括直接转矩控制系统DTC，或者直接速度控制系统DSC；所述的监测系统包括内部监测网络分系统，外部监测分系统；所述的外部监测分系统包括，微波雷达，激光测距仪；所述的连接系统，包括钩缓装置，所述的钩缓装置包括半永久式车钩，或者密接式车钩；所述的密接式车钩，包括弹簧缓冲器，球形橡胶轴承；所述的发射系统2包括，发射系统控制分系统，前整流罩3，后整流罩4，电磁弹射器系统7；所述的前整流罩3接受控制系统控制，机车行驶时，在图示位置，以减少气动阻力，在需要时，往后移动，为电磁弹射器系统7的弹射口提供通路；所述的电磁弹射器系统，包括直线电机，储能分系统，电力电子分系统，电磁弹射控制分系统，冷却分系统，减速缓冲及制动分系统；所述的轨道系统，包括，路轨分系统，隔离分系统，弓网受流分系统；所述的安保系统，包括机车安保分系统，路轨及周边环境安保分系统；所述的路轨及周边环境安保分系统，还包括路轨及周边环境安全巡逻监控保护系统；所述的安保系统，在内部和外部众多的适当位置布置大量的传感器，所述的传感器包括视频传感器、音频传感器、温度传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、拉力传感器、光敏传感器、气敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、放射线敏感传感器、特殊化学物质敏感传感器，所述的传感器不仅向其所属的系统或者分系统传送信息、接受监控，而且通过网络与整个系统的控制系统联网，所述的联网的网络、是内部网络、并且配置了严密的网络安全保护系统，所述的联网包括有线联网和无线联网，所述的网络安全保护系统包括网关、或者物理隔离装置；控制中心、各系统控制中心、各分系统控制中心、及受它们控制的下级子系统的组成均包括、万一数据链中断后、能自动处置、确保安全的模块。

图3是路轨分系统的平面示意图，点划线标志路轨直道和弯道的分界线；所述的路轨分系统12包括道床、钢轨；所述的道床包括，无砟道床；所述的钢轨，包括无缝钢轨；所述的无缝钢轨，包括超长无缝钢轨，或者整体式无缝钢轨；所述的隔离分系统11，包括金属网隔离栅、或者钢板网隔离栅、或者刺铁丝、或者常青绿篱、或者隔离墙；所述的弓网受流分系统，包括受电弓、弹性链型悬挂系统，所述的弓网受流分系统的位置在机车两侧上方，或者中上方；在分界线的隔离分系统旁设置有位置标志13，所述的位置标志13设置有反射器，以提高前高速机车1的激光测距仪测量前机车1到位置标志13的距离的灵敏度和精度；弯道的设置是为使高速机车避开航天器的尾气，为保证高速机车进入弯道行驶时向心力不过大，弯道半径R的设置应使得向心加速度≤1.2m/s²；路轨分系统设置的地理环境，包括，地质环境稳定，非地震敏感区，纬度优选为赤道、次优为低纬度，远离人口密集区，海拔优选高原，气候优选常年干燥，降雨少；路轨分系统设置的高速机车前进方向为地球自转方向。

所述的路轨及周边环境安全巡逻监控保护系统，包括地面安全巡逻监控保护分系统，空中安全巡逻监控保护分系统；所述的地面安全巡逻监控保护分系统，包括固定安全巡逻监控保护分系统，移动安全巡逻监控保护分系统；所述的移动安全巡逻监控保护分系统，包括步行移动安全巡逻监控保护分系统，机动车移动安全巡逻监控保护分系统；所述的机动车移动安全巡逻监控保护分系统，包括有人驾驶巡逻监控保护机动车、无人驾驶巡逻监控保护机动车；所述的空中安全巡逻监控保护分系统，包括巡逻监控保护直升机、巡逻监控保护飞艇，所述的巡逻监控保护直升机包括有人驾驶巡逻监控保护机、无人驾驶巡逻监控保护机，所述的巡逻监控保护飞艇包括有人驾驶巡逻监控保护飞艇、无人驾驶巡逻监控保护飞艇。

所述的机车，是指自身具有动力的主动牵引装置，包括电动火车头或者磁悬浮火车头。

本发明通过高速机车配合电磁弹射系统使用可再生能源为航天器发射助推；使得航天器在使用宝贵的航天燃料之前就获得了一个不小的初速度；增加了航天器的起飞动能，节约了航天燃料，减少了对环境的污染；达到提高效率、节约成本、增强环境保护的有益效果。

附图说明

图1是一种高速机车助推系统的示意图。

图2是图1左半部分的放大图及前后整流罩局部剖切示意图。

图3是路轨分系统的平面示意图。

具体实施方式

实施例1，图1也为实施例1的示意图，其各部分组成及作用的说明见[0004]段、[0005]段所述；系统的发射工作过程，包括；步骤1、全面检查，检查所有系统、装置、设备、附件均应符合相应规范要求，从整体至每一个细节都必须检查并确认，并把检查结果及时报告控制中心；步骤2、如果所有回传的信息都是确认符合规范，控制中心向各系统发射发出指令，各系统进入发射工作模式，高速机车的计算机控制网络系统，控制高速机车按照指令规定的时间起动、加速到控制指令规定的速度，同时进行内外监控，所有监控信息都反馈的计算机控制网络系统，根据反馈信息，确定是否有需要应对的情况，如有，则及时采取相应措施应对，所述的监控包括测量机车与直道和弯道的分界线的距离；步骤3、当车载激光测距仪测得机车与直道和弯道的分界线的距离达到规定要求时，计算机控制网络系统，指令牵引传动控制分系统，切断向牵引电动机的供电；指令发射系统控制分系统、控制前整流罩3、往后移动、为电磁弹射器系统7的弹射口提供通路；指令电磁弹射控制分系统、控制电磁弹射系统启动弹射，把目标航天器弹射升空；步骤4、目标航天器点火发射的控制采用自动控制和遥控相结合的方式，弹射升空后，航天器检测自身的姿态、位置，当各参数符合点火要求时，即控制点火；检测中如果发现有不符合要求的参数，则自动调节到符合要求；所述的姿态、位置参数比对标准，由目标航天器所有者根据科学论证后确定预先置入目标航天器控制系统，所述的姿态、位置参数比对标准的内容，包括目标航天器点火位置必须能够避免尾气损坏高速机车助推系统的内容。

实施例2，采用磁悬浮高速机车代替实施例1的电动高速机车，磁悬浮路轨系统代替实施例1中的路轨系统；新组成的系统的发射工作过程，包括；步骤1、全面检查，检查所有系统、装置、设备、附件均应符合相应规范要求，从整体至每一个细节都必须检查并确认，并把检查结果及时报告控制中心；步骤2、如果所有回传的信息都是确认符合规范，控制中心向各系统发射发出指令，各系统进入发射工作模式，磁悬浮高速机车的计算机控制网络系统，控制磁悬浮高速机车按照指令规定的时间起动、加速到控制指令规定的速度，同时进行内外监控，所有监控信息都反馈的计算机控制网络系统，根据反馈信息，确定是否有需要应对的情况，如有，则及时采取相应措施应对，所述的监控包括测量磁悬浮高速机车与直道和弯道的分界线的距离；步骤3、当车载激光测距仪测得磁悬浮高速机车与直道和弯道的分界线的距离达到规定要求时，计算机控制网络系统，指令牵引传动控制分系统，切断向牵引分系统的供电，但是保留悬浮分系统的供电；指令发射系统控制分系统、控制前整流罩3、往后移动、为电磁弹射器系统7的弹射口提供通路；指令电磁弹射控制分系统、控制电磁弹射系统启动弹射，把目标航天器弹射升空；步骤4、目标航天器点火发射的控制采用自动控制和遥控相结合的方式，弹射升空后，航天器检测自身的姿态、位置，当各参数符合点火要求时，即控制点火；检测中如果发现有不符合要求的参数，则自动调节到符合要求；所述的姿态、位置参数标准，由目标航天器所有者根据科学论证后确定预先置入目标航天器控制系统，所述的姿态、位置参数标准的内容，包括目标航天器点火位置必须能够避免尾气损坏高速机车助推系统的内容。

为了详细说明本发明，本说明书举例描述了一些具体结构和数据，这些都仅仅是为了具体形象地说明而非限定，在本发明权利要求的基本思想范围内所做的各种改变、替换和更改所产生的全部或部分等同物，都在本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种高速机车助推系统，其特征是，包括：控制中心，控制备份中心，前高速机车、中间车厢，后高速机车，连接系统，发射系统，轨道系统,安保系统；所述的控制中心，包括中心计算机控制系统，电源系统，中心管理系统，中心信息系统，中心数据系统，通信网络系统，源标准时基、标准频率系统，以及系统备份；所述的控制备份中心，设置有控制中心的备份装置，所述的备份，包括硬件备份、软件备份、数据备份；所述的机车是一种高速机车，包括车体、计算机控制网络系统、牵引传动系统、转向架、制动系统、供电系统、车端连接装置，监测系统；所述的计算机控制网络系统，包括运行监控分系统，故障检测诊断分系统，通信网络分系统；所述的牵引传动系统，包括，主变流器，牵引变压器，牵引电动机，牵引传动控制分系统；所述的主变流器，包括驱动电路，大功率器件，冷却装置；所述的大功率器件包括绝缘栅双极晶体管IGBT，或者门极可关断晶体管GTO，或者智能功率模块IPM，或者集成门极换向晶闸管IGCT；所述的冷却装置包括风冷、或者水冷、或者油冷、或者热管冷却；所述的牵引变压器，包括电子变压器，或者高温超导变压器；所述的牵引电动机，包括三相交流异步电动机，或者永磁同步电动机；所述的牵引传动控制分系统包括直接转矩控制系统DTC，或者直接速度控制系统DSC；所述的监测系统包括内部监测网络分系统，外部监测分系统；所述的外部监测分系统包括，微波雷达，激光测距仪；所述的连接系统，包括钩缓装置，所述的钩缓装置包括半永久式车钩，或者密接式车钩；所述的密接式车钩，包括弹簧缓冲器，球形橡胶轴承；所述的发射系统包括，发射系统控制分系统，前整流罩，后整流罩，电磁弹射器系统；所述的前整流罩接受控制系统控制，机车行驶时，在图示位置，以减少气动阻力，在需要时，往后移动，为电磁弹射器系统的弹射口提供通路；所述的电磁弹射器系统，包括直线电机，储能分系统，电力电子分系统，电磁弹射控制分系统，冷却分系统，减速缓冲及制动分系统；所述的轨道系统，包括，路轨分系统，隔离分系统，弓网受流分系统；所述的安保系统，包括机车安保分系统，路轨及周边环境安保分系统；所述的路轨及周边环境安保分系统，还包括路轨及周边环境安全巡逻监控保护系统；所述的安保系统，在内部和外部众多的适当位置布置大量的传感器，所述的传感器包括视频传感器、音频传感器、温度传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器、压力传感器、拉力传感器、光敏传感器、气敏传感器、磁敏传感器、湿敏传感器、放射线敏感传感器、特殊化学物质敏感传感器，所述的传感器不仅向其所属的系统或者分系统传送信息、接受监控，而且通过网络与整个系统的控制系统联网，所述的联网的网络、是内部网络、并且配置了严密的网络安全保护系统，所述的联网包括有线联网和无线联网，所述的网络安全保护系统包括网关、或者物理隔离装置；控制中心、各系统控制中心、各分系统控制中心、及受它们控制的下级子系统的组成均包括、万一数据链中断后、能自动处置、确保安全的模块。

2.根据权利要求1所述的一种高速机车助推系统，其特征是，所述的路轨分系统包括道床、钢轨；所述的道床包括，无砟道床；所述的钢轨，包括无缝钢轨；所述的无缝钢轨，包括超长无缝钢轨，或者整体式无缝钢轨；所述的隔离分系统，包括金属网隔离栅、或者钢板网隔离栅、或者刺铁丝、或者常青绿篱、或者隔离墙；所述的弓网受流分系统，包括受电弓、弹性链型悬挂系统，所述的弓网受流分系统的位置在机车两侧上方，或者中上方；在分界线的隔离分系统旁设置有位置标志，所述的位置标志设置有反射器，以提高前高速机车的激光测距仪测量前高速机车到位置标志的距离的灵敏度和精度；弯道的设置是为使高速机车避开航天器的尾气，为保证高速机车进入弯道行驶时向心力不过大，弯道半径R的设置应使得向心加速度≤1.2m/s²；路轨分系统设置的地理环境，包括，地质环境稳定，非地震敏感区，纬度优选为赤道、次优为低纬度，远离人口密集区，海拔优选高原，气候优选常年干燥，降雨少；路轨分系统设置的高速机车前进方向为地球自转方向。

3.根据权利要求1所述的一种高速机车助推系统，其特征是，所述的路轨及周边环境安全巡逻监控保护系统，包括地面安全巡逻监控保护分系统，空中安全巡逻监控保护分系统；所述的地面安全巡逻监控保护分系统，包括固定安全巡逻监控保护分系统，移动安全巡逻监控保护分系统；所述的移动安全巡逻监控保护分系统，包括步行移动安全巡逻监控保护分系统，机动车移动安全巡逻监控保护分系统；所述的机动车移动安全巡逻监控保护分系统，包括有人驾驶巡逻监控保护机动车、无人驾驶巡逻监控保护机动车；所述的空中安全巡逻监控保护分系统，包括巡逻监控保护直升机、巡逻监控保护飞艇，所述的巡逻监控保护直升机包括有人驾驶巡逻监控保护机、无人驾驶巡逻监控保护机，所述的巡逻监控保护飞艇包括有人驾驶巡逻监控保护飞艇、无人驾驶巡逻监控保护飞艇。

4.根据权利要求1所述的一种高速机车助推系统，其特征是，所述的机车，是指自身具有动力的主动牵引装置，包括电动火车头或者磁悬浮火车头。

5.根据权利要求1所述的一种高速机车助推系统，其特征是，所述的系统的发射工作过程，包括；步骤1、全面检查，检查所有系统、装置、设备、附件均应符合相应规范要求，从整体至每一个细节都必须检查并确认，并把检查结果及时报告控制中心；步骤2、如果所有回传的信息都是确认符合规范，控制中心向各系统发射发出指令，各系统进入发射工作模式，高速机车的计算机控制网络系统，控制高速机车按照指令规定的时间起动、加速到控制指令规定的速度，同时进行内外监控，所有监控信息都反馈的计算机控制网络系统，根据反馈信息，确定是否有需要应对的情况，如有，则及时采取相应措施应对，所述的监控包括测量机车与直道和弯道的分界线的距离；步骤3、当车载激光测距仪测得机车与直道和弯道的分界线的距离达到规定要求时，计算机控制网络系统，指令牵引传动控制分系统，切断向牵引电动机的供电；指令发射系统控制分系统、控制前整流罩、往后移动、为电磁弹射器系统的弹射口提供通路；指令电磁弹射控制分系统、控制电磁弹射系统启动弹射，把目标航天器弹射升空；步骤4、目标航天器点火发射的控制采用自动控制和遥控相结合的方式，弹射升空后，航天器检测自身的姿态、位置，当各参数符合点火要求时，即控制点火；检测中如果发现有不符合要求的参数，则自动调节到符合要求；所述的姿态、位置参数比对标准，由目标航天器所有者根据科学论证后确定，预先置入目标航天器控制系统，所述的姿态、位置参数比对标准的内容，包括目标航天器点火位置必须能够避免尾气损坏高速机车助推系统的内容。