CN113247286B - 飞行器磁悬浮着陆接收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种飞行器磁悬浮着陆接收装置。该装置包括:滑槽、轨道和磁悬浮着陆接收平台;滑槽设置在磁悬浮着陆接收平台的下部,支撑着磁悬浮着陆接收平台,磁悬浮着陆接收平台平行放置在轨道的上面,在轨道的上部平行悬浮滑动,滑槽包裹着轨道,不与轨道接触,随着磁悬浮着陆接收平台平行于轨道滑动。在磁悬浮着陆接收平台的前端设置前阻拦挡板,左右两端设置左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板,底部设置底板。在底板下表面的四角位置设置四个励磁机构,在轨道的上表面两侧设置悬浮永磁体阵列。四个励磁机构与悬浮永磁体阵列产生排斥力。本发明的装置可以消除飞行器在着陆时遇到起落架故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。

Description

飞行器磁悬浮着陆接收装置
技术领域
本发明涉及飞行器着陆安全控制技术领域,尤其涉及一种飞行器磁悬浮着陆接收装置。
背景技术
飞行器失事一直是困扰航空业的重大问题,每年都会发生多型号民用飞机和军用飞机事故。就拿民用飞机来说,民航飞机降落时遇到的事故占比在所有飞行阶段中可达40%,起飞阶段则占比为16%,降落阶段的8分钟和起飞阶段的3分钟也被民航业称为“危险的11分钟”,其中尤以降落阶段最为危险,根据相关统计,从上世纪80年代初到90年代中期,世界范围内运输飞行共发生重大飞行事故621起,其中,重大的进近着陆阶段发生的事故为287起,占46%。在2019最新的商用航空事故统计分析中,近20年在着落时的事故发生率依旧居高不下,该比例依旧占到45%以上,着陆成为发生重大事故最频繁阶段,可见空难大多数发生在降落阶段。对于军用飞机来说事故原因则更为复杂,军用飞机的飞行风险比民用飞机大得多,事故原因往往无法追查。军用飞机在着陆时也会面对起落架故障,尾翼结冰,刹车失灵等着陆问题,严重影响了飞行员的安全。
目前,现有技术中还没有能够有效解决飞机降落事故的方法。
发明内容
本发明的实施例提供了一种飞行器磁悬浮着陆接收装置,以消除飞行器在着陆时遇到起落架故障,刹车失灵,引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。
为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。
一种飞行器磁悬浮着陆接收装置,包括:滑槽、轨道和磁悬浮着陆接收平台;
所述滑槽设置在所述磁悬浮着陆接收平台的下部,与所述磁悬浮着陆接收平台固定连接,支撑着所述磁悬浮着陆接收平台,所述磁悬浮着陆接收平台平行放置在所述轨道的上面,在所述轨道的上部平行悬浮滑动,所述滑槽包裹着轨道,不与轨道接触,随着所述磁悬浮着陆接收平台平行于所述轨道滑动。
优选地,在所述磁悬浮着陆接收平台的前端设置前阻拦挡板,左右两端分别设置左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板,底部设置底板,所述前阻拦挡板、左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板为弹性减震结构。
优选地,在所述底板下表面的四角位置设置四个励磁机构,分别是:第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁,所述第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁位于所述底板的下表面与所述轨道的上表面之间。
优选地,在所述轨道的上表面两侧设置悬浮永磁体阵列,所述悬浮永磁体阵列包括沿轨道伸展方向平行等间距排列的两排悬浮永磁体;
所述第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁的下表面与所述悬浮永磁体阵列的上表面呈面对面相同磁极性;所述第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁通电后,与所述悬浮永磁体阵列之间产生排斥力。
优选地,在所述第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁、第四上悬浮电磁铁与所述悬浮永磁体阵列之间设置气隙传感器。
优选地,在所述底板的下方设置所述滑槽,所述滑槽包括位于轨道左侧的左侧悬架和位于轨道右侧的右侧悬架,所述左侧悬架和所述右侧悬架与所述轨道不相接;
在所述左侧悬架的下部两侧分别设置第一下悬浮电磁铁和第二下悬浮电磁铁,在所述右侧悬架的下部两侧分别设置第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁。
优选地,在所述轨道的下表面设置导磁轨道,所述导磁轨道采用F轨的构造方式,所述导磁轨道的突出部分与下悬浮电磁铁的两级相互对应,形成磁力线回路;
所述第一下悬浮电磁铁、第二下悬浮电磁铁、第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁与位于上部的导磁轨道之间为面对面相反磁极性,相互作用产生吸引力,为所述磁悬浮着陆接收平台提供悬浮力。
优选地,在所述第一下悬浮电磁铁、第二下悬浮电磁铁、第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁与所述导磁轨道之间设置气隙传感器。
优选地,在所述左侧悬架的中间部分两侧分别设置第一导向电磁铁和第二导向电磁铁,在所述右侧悬架的中间部分两侧分别设置第三导向电磁铁和第四导向电磁铁;
在所述轨道的两侧分别设置左导向线圈和右导向线圈,所述左导向线圈和右导向线圈与所述轨道相接;
所述第一导向电磁铁、第二导向电磁铁、第三导向电磁铁、第四导向电磁铁与所述左导向线圈、右导向线圈通电后,所述左导向线圈与所述第一导向电磁铁、第二导向电磁铁为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力,所述右导向线圈与所述第三导向电磁铁、第四导向电磁铁为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力。
优选地,在所述左导向线圈与所述第一导向电磁铁、第二导向电磁铁之间设置气隙传感器;在所述右导向线圈与所述第三导向电磁铁、第四导向电磁铁之间设置气隙传感器。
优选地,在所述底板的下面设置直线电机初级,在轨道上设置直线电机次级,所述直线电机初级和所述直线电机次级构成直线电机;当通电后,所述直线电机初级产生的磁场与所述直线电机次级产生的行波磁场相互作用产生推进力,带动飞行器磁浮着陆接收平台在轨道上悬浮滑动;根据加速度或减速度需求调整行波磁场的相对相位,实现飞行器磁浮着陆接收平台在轨道上的加速和减速运行。
优选地,所述磁悬浮着陆接收平台还包括与所述直线电机初级、直线电机次级连接的动力调节系统,所述动力调节系统包括供电电源和变流系统,所述变流系统包括用于连接所述直线电机和所述供电电源的双向逆变器,以及用于连接所述励磁机构和所述供电电源的截波器,供电电源与变流系统连接,双向逆变器与直线电机中的电枢机构连接,斩波器与电励磁绕组连接;所述电枢机构包括电枢齿槽和绕制的三相绕组,所述双向逆变器与所述绕制的三相绕组电连接;
所述磁悬浮着陆接收平台还包通信装置,飞行器降落前,所述通信装置与飞行器和机场塔台通信,实时获取飞行器的运行速度,将飞行器的运行速度传输给动力调节系统;所述动力调节系统调节电枢机构中的三相绕组的行波磁场相位,使其超前于永磁磁场相位,控制直线电机对磁悬浮着陆接收平台进行驱动,使得磁悬浮着陆接收平台沿着轨道向前加速悬浮滑动,将磁悬浮着陆接收平台加速到与飞行器降落时同一速度,与飞行器保持相对静止;当飞行器降落时,所述磁悬浮着陆接收平台沿所述铁磁轨道减速悬浮滑动,在所述滑槽内部励磁机构的作用下,使飞行器降落,所述前阻拦挡板为飞行器提供减速推力,所述左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板为飞行器提供平衡能力和接触摩擦力,保证飞行器着陆并减速。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,本发明实施例的飞行器磁悬浮着陆接收装置中的下悬浮电磁铁和上悬浮电磁铁构成的励磁结构提供大部分悬浮磁力,铺设在平台中线电枢装置提供推进励磁磁力,实现悬浮前进,零摩擦,飞行器着陆回收时机械应力小,在遇到降落事故时可以安全、可靠稳定的接收飞行器,降低了飞行器的损坏几率。前阻拦挡板为飞行器提供减速推力,左右侧阻拦挡板为飞行器提供良好的平衡能力和接触摩擦力,同时也可以起到优秀的减震效果,保证飞行器可以平稳地着陆并减速。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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和图2为本发明实施例所述的模块化飞行器磁悬浮着陆接收装置的结构图。
图3和图4为本发明实施例所述的磁悬浮着陆接收平台与滑槽的结构图。
图5和图6为本发明实施例所述的轨道结构图。
其中:1-磁悬浮着陆接收平台;2-底板;3-滑槽;4-轨道;5-左侧阻拦挡板;6-右侧阻拦挡板;7-前阻拦挡板;8-左侧悬架;9-右侧悬架;10-直线电机;10.1-直线电机初级;10.2-直线电机次级;11-第一上悬浮电磁铁;12-第二上悬浮电磁铁;13-第三上悬浮电磁铁;14-第四上悬浮电磁铁;15-第一导向电磁铁;16-第二导向电磁铁;17-第三导向电磁铁;18-第四导向电磁体;19-第四下悬浮电磁铁;20-第三下悬浮电磁铁;21-第一下悬浮电磁铁;22-第二下悬浮电磁铁;23-左导向线圈;24-右导向线圈;25-导磁轨道;26-悬浮永磁体阵列。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,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,本发明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。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,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)具有与本发明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,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供的一种可以根据飞行器型号自由拼接的模块化的飞行器磁悬浮着陆接收装置的结构图如图1和图2所示,该装置包括滑槽3、轨道4和磁悬浮着陆接收平台1。滑槽3设置在磁悬浮着陆接收平台1的下部,与磁悬浮着陆接收平台1固定连接,支撑着磁悬浮着陆接收平台1。磁悬浮着陆接收平台1平行放置在轨道4的上面,能够在轨道4的上部平行悬浮滑动,滑槽3包裹着轨道4,不与轨道4接触,能够随着磁悬浮着陆接收平台1平行于轨道4滑动。
图3和图4为本发明实施例所述的磁悬浮着陆接收平台与滑槽的结构图。在磁悬浮着陆接收平台1的前端设置前阻拦挡板7,左右分别设置左侧阻拦挡板5和右侧阻拦挡板6,磁悬浮着陆接收平台1的底部设置底板2。上述前阻拦挡板7、左侧阻拦挡板5和右侧阻拦挡板6为弹性减震结构,且具有很高的弹性系数和摩擦系数,能够充分与飞行器接触,具有减震缓冲的作用。
如图3所示,在底板2下表面的四角位置设置四个励磁机构,分别是:第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13和第四上悬浮电磁铁14,第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13和第四上悬浮电磁铁14位于底板2下表面与轨道4上表面之间。
如图4所示,在所述轨道4的上表面两侧设置悬浮永磁体阵列26。悬浮永磁体阵列26包括沿轨道伸展方向平行等间距排列的两排悬浮永磁体。
第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13和第四上悬浮电磁铁14的下表面与悬浮永磁体阵列26的上表面呈面对面相同磁极性。
第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13和第四上悬浮电磁铁14通电后,与悬浮永磁体阵列26之间产生足够磁场,相互之间产生足够排斥力,当飞行器降落在所述磁悬浮着陆接收平台1上时,可能会给平台一个较大的重力方向冲击,在此情况下,利用所述悬浮永磁体阵列26与第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13和第四上悬浮电磁铁14之间为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力,使飞行器在磁悬浮着陆接收平台1的支撑作用下在所述轨道4上平稳过渡。
为了使磁悬浮着陆接收平台1能够在轨道4的上部悬浮滑动,如图3所示,在底板2下方设置所述滑槽3,所述滑槽3包括位于轨道4左侧的左侧悬架8和位于轨道4的右侧的右侧悬架9。左侧悬架8和右侧悬架9与轨道4不相接。左侧悬架8和右侧悬架9用于固定导向电磁铁和下悬浮电磁铁。
在左侧悬架8的下部两侧分别设置第一下悬浮电磁铁21和第二下悬浮电磁铁22,在右侧悬架9的下部两侧分别设置第三下悬浮电磁铁20和第四下悬浮电磁铁19。
图5和图6为本发明实施例所述的轨道4的结构图。在轨道4的下表面设置导磁轨道25,导磁轨道25采用F轨的构造方式,使导磁轨道25突出部分与下悬浮电磁铁的两级相互对应,形成较强的磁力线回路,导磁轨道25直接安装在轨道4的下方。
上述第一下悬浮电磁铁21、第二下悬浮电磁铁22、第三下悬浮电磁铁20和第四下悬浮电磁铁19与位于上部的导磁轨道25之间为面对面相反磁极性,相互作用产生吸引力,为磁悬浮着陆接收平台1提供悬浮力,使磁悬浮着陆接收平台1进入悬浮稳态。
在左侧悬架8的中间部分两侧分别设置第一导向电磁铁15和第二导向电磁铁16,在右侧悬架9的中间部分两侧分别设置第三导向电磁铁17和第四导向电磁铁18。如图5所示,在轨道4的两侧分别设置左导向线圈23和右导向线圈24,左导向线圈23和右导向线圈24与轨道4相接。左导向线圈23和右导向线圈24由金属线绕制而成,排列安装在轨道4的两侧,目的是在导向电磁铁工作时加强与导向电磁铁之间的相互作用力。
左导向线圈23与第一导向电磁铁15和第二导向电磁铁16为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力。右导向线圈24与第三导向电磁铁17和第四导向电磁铁18为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力。所述第一导向电磁铁15、第二导向电磁铁16、第三导向电磁铁17、第四导向电磁铁18与所述左导向线圈23、右导向线圈24通电后,两者之间产生足够磁场,相互之间产生足够排斥力,抵消飞行器在降落及滑行过程中产生的水平作用力,使所述滑槽3与所述轨道4之间不产生物理摩擦,从而保证磁悬浮着陆接收平台1在轨道4上的左右平衡,使磁悬浮着陆接收平台1左右平衡并提供转向能力。
在实际应用中,在上述第一下悬浮电磁铁21、第二下悬浮电磁铁22、第三下悬浮电磁铁20和第四下悬浮电磁铁19与所述导磁轨道25之间可以设置气隙传感器,可以保证二者之间不会产生物理摩擦。
在实际应用中,在上述第一上悬浮电磁铁11、第二上悬浮电磁铁12、第三上悬浮电磁铁13、第四上悬浮电磁铁14与所述悬浮永磁体阵列26之间可以设置气隙传感器,可以保证二者之间不会产生物理摩擦。
在实际应用中,在左导向线圈23与第一导向电磁铁15、第二导向电磁铁16之间可以设置气隙传感器,可以保证二者之间不会产生物理摩擦。在右导向线圈24与第三导向电磁铁17、第四导向电磁铁18之间可以设置气隙传感器,可以保证二者之间不会产生物理摩擦。
为了使所述磁悬浮着陆接收平台1能够在所述轨道4上平稳悬浮滑动,如图2所示,在底板的下面设置直线电机初级10.1,轨道4上设置直线电机次级10.2,二者构成直线电机10。当通电后,由于悬浮永磁体阵列与导磁轨道产生的单向磁场,对励磁机构的磁场构成影响很小,所以直线电机初级10.1产生的磁场与直线电机次级10.2产生的行波磁场相互作用产生推进力,从而带动飞行器磁浮着陆接收平台在轨道4上悬浮滑动。由于直线电机初级10.1产生的磁场与直线电机次级10.2产生的行波磁场的相对角度恒定不变,只需根据加速度或减速度需求调整行波磁场的相对相位,即可实现飞行器磁浮着陆接收平台在轨道4上的加速和减速目的。
磁悬浮着陆接收平台1还包括与直线电机初级10.1、直线电机次级10.2连接的动力调节系统,动力调节系统包括供电电源和变流系统。变流系统包括用于连接所述直线电机10和所述供电电源的双向逆变器,以及用于连接所述励磁机构和所述供电电源的截波器。供电电源与变流系统连接,双向逆变器与直线电机10中的电枢机构连接,斩波器与电励磁绕组连接。
所述电枢机构包括电枢齿槽和绕制的三相绕组,所述双向逆变器与所述绕制的三相绕组电连接。电枢齿槽为现有技术中一般性的直线电机(未加绕组)的齿槽结构,在此不再赘述。
磁悬浮着陆接收平台1还包通信装置,飞行器降落前,通信装置与飞行器和机场塔台通信,实时获取飞行器的运行速度,将飞行器的运行速度传输给动力调节系统。动力调节系统调节电枢机构中的三相绕组的行波磁场相位,使其超前于永磁磁场相位,控制直线电机10对磁悬浮着陆接收平台1进行驱动,使得磁悬浮着陆接收平台1沿着轨道4向前加速悬浮滑动,将磁悬浮着陆接收平台1加速到与飞行器降落时同一速度,与飞行器保持相对静止;当飞行器降落时,所述磁悬浮着陆接收平台1沿所述铁磁轨道3减速悬浮滑动,在所述滑槽内部励磁机构的作用下,使飞行器安全平稳降落。前阻拦挡板7为飞行器提供减速推力,左右侧阻拦挡板为飞行器提供良好的平衡能力和接触摩擦力,同时也可以起到优秀的减震效果,保证飞行器可以平稳地着陆并减速。
制动动作也由动力调节系统产生。具体方式为,在维持电励磁绕组输入不变的情况下,调节电枢机构中的三相绕组的行波磁场相位,使其滞后于永磁磁场相位,即可完成对磁悬浮着陆接收平台1的快速制动。
通过所述供电电源将能量引入、转化并传输给运动平台,将输入电能转化帮助所述飞行器磁悬浮接收装置完成悬浮和减速动作,也可转化所述飞行器磁悬浮减速与捕获装置的动能,通过所述变流系统,返回输入所述供电电源。
综上所述,本发明实施例的飞行器磁悬浮着陆接收装置中的下悬浮电磁铁和上悬浮电磁铁构成的励磁结构提供大部分悬浮磁力,铺设在平台中线电枢装置提供推进励磁磁力,实现悬浮前进,零摩擦,飞行器着陆回收时机械应力小,在遇到降落事故时可以安全、可靠稳定的接收飞行器,降低了飞行器的损坏几率,保障了内部人员的生命财产安全;励磁与电枢绕组产生的磁场相对角度恒定不变,可以只需要根据所需的速度和加速度或减速度需求调整行波磁场的相对相位;电枢装置与悬浮装置脱离,降低了直线电机法向力对悬浮装置的影响力,使着陆接收平台能够稳定的加速或减速;在飞行器迫降时平台会以相同的速度和飞行器保持相对静止,在飞行器降落被平台抱死后,平台开始减速,有效的防止了飞行器发生着陆故障后与地面碰撞,摩擦,脱出跑道,无法降落等问题。
本发明实施例的飞行器磁悬浮着陆接收装置中的前阻拦挡板为飞行器提供减速推力,左右侧阻拦挡板为飞行器提供良好的平衡能力和接触摩擦力,同时也可以起到优秀的减震效果,保证飞行器可以平稳地着陆并减速。
本发明实施例的飞行器磁悬浮着陆接收装置能够有效消除飞行器在着陆时遇到起落架故障,刹车失灵,引擎故障等需要硬着陆或无法着陆时产生的危险。当飞行器面对着陆问题时可以直接降落在与飞行器保持相对移速的着陆平台上,着陆平台有电磁缓冲装置具有高承受力的特点,可以有效减小着陆时的硬性冲击,平且可以与飞行器抱死固定,防止飞行器出现失衡,摩擦起火或冲出跑道。本发明装置应用的磁悬浮技术具有技术成熟,加速距离短,加速时间快,具备大功率电磁制动的优点,在飞行器降落时可以很好的实现速度跟踪和位置跟踪,本发明提高了飞行器遇到着陆问题时的安全性,极大保障了内部人员的生命安全。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种飞行器磁悬浮着陆接收装置,其特征在于,包括:滑槽、轨道和磁悬浮着陆接收平台;
滑槽设置在磁悬浮着陆接收平台的下部,与磁悬浮着陆接收平台固定连接,支撑着磁悬浮着陆接收平台,磁悬浮着陆接收平台平行放置在轨道的上面,在轨道的上部平行悬浮滑动,滑槽包裹着轨道,不与轨道接触,随着磁悬浮着陆接收平台平行于轨道滑动;磁悬浮着陆接收平台的底部设置底板,在底板下表面的四角位置设置四个励磁机构,四个励磁机构分别是:第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁,第一上悬浮电 磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁位于底板下表面与轨道上表面之间;在轨道的上表面两侧设置悬浮永磁体阵列,悬浮永磁体阵列包括沿轨道伸展方向平行等间距排列的两排悬浮永磁体;第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁的下表面与悬浮永磁体阵列的上表面呈面对面相同磁极性;第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁和第四上悬浮电磁铁通电后,与悬浮永磁体阵列之间产生排斥力,在第一上悬浮电磁铁、第二上悬浮电磁铁、第三上悬浮电磁铁、第四上悬浮电磁铁与悬浮永磁体阵列之间设置气隙传感器;
滑槽设置在地板的下方,滑槽包括位于轨道左侧的左侧悬架和位于轨道右侧的右侧悬架,左侧悬架和右侧悬架与轨道不相接;
在左侧悬架的下部两侧分别设置第一下悬浮电磁铁和第二下悬浮电磁铁,在右侧悬架的下部两侧分别设置第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁,在轨道的下表面设置导磁轨道,导磁轨道采用F轨的构造方式,导磁轨道的突出部分分别与第一、二、三、四下悬浮电磁铁的两级相互对应,形成磁力线回路;
第一下悬浮电磁铁、第二下悬浮电磁铁、第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁与导磁轨道之间为面对面相反磁极性,相互作用产生吸引力,为磁悬浮着陆接收平台提供悬浮力;
在左侧悬架的中间部分两侧分别设置第一导向电磁铁和第二导向电磁铁,在右侧悬架的中间部分两侧分别设置第三导向电磁铁和第四导向电磁铁;在轨道的两侧分别设置左导向线圈和右导向线圈,左导向线圈和右导向线圈与轨道相接;
左导向线圈与第一导向电磁铁、第二导向电磁铁为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力,右导向线圈与第三导向电磁铁、第四导向电磁铁为面对面相同磁极性,相互作用产生排斥力;第一导向电磁铁、第二导向电磁铁、第三导向电磁铁、第四导向电磁铁与左导向线圈、右导向线圈通电后,相互之间产生足够排斥力,抵消飞行器在降落及滑行过程中产生的水平作用力,使滑槽与轨道之间不产生物理摩擦,从而保证磁悬浮着陆接收平台在轨道上的左右平衡,使磁悬浮着陆接收平台左右平衡并提供转向能力,在左导向线圈与第一导向电磁铁、第二导向电磁铁之间设置气隙传感器;在右导向线圈与第三导向电磁铁、第四导向电磁铁之间设置气隙传感器;
在底板的下面设置直线电机初级,在轨道上设置直线电机次级,直线电机初级和直线电机次级构成直线电机,当通电后,直线电机初级产生的磁场与直线电机次级产生的行波磁场相互作用产生推进力,带动飞行器磁浮着陆接收平台在轨道上悬浮滑动;由于直线电机初级产生的磁场与直线电机次级产生的行波磁场的相对角度恒定不变,只需根据加速度或减速度需求调整行波磁场的相对相位,即可实现飞行器磁浮着陆接收平台在轨道上的加速和减速运行;
悬浮着陆接收平台还包括与直线电机初级、直线电机次级连接的动力调节系统,动力调节系统包括供电电源和变流系统,变流系统包括用于连接直线电机和供电电源的双向逆变器以及用于连接励磁机构和供电电源的截波器,供电电源与变流系统连接,双向逆变器与直线电机中的电枢机构连接;电枢机构包括电枢齿槽和绕制的三相绕组,双向逆变器与绕制的三相绕组电连接;
磁悬浮着陆接收平台还包括通信装置,飞行器降落前,通信装置与飞行器和机场塔台通信,实时获取飞行器的运行速度,将飞行器的运行速度传输给动力调节系统;动力调节系统调节电枢机构中的三相绕组的行波磁场相位,使其超前于直线电机初级产生的磁场相位,控制直线电机对磁悬浮着陆接收平台进行驱动,使得磁悬浮着陆接收平台沿着轨道向前加速悬浮滑动,将磁悬浮着陆接收平台加速到与飞行器降落时同一速度,与飞行器保持相对静止;当飞行器降落时,磁悬浮着陆接收平台沿导磁轨道减速悬浮滑动,在滑槽内部励磁机构的作用下,使飞行器降落。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,在磁悬浮着陆接收平台的前端设置前阻拦挡板,左右两端分别设置左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板,前阻拦挡板、左侧阻拦挡板和右侧阻拦挡板为弹性减震结构。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,在第一下悬浮电磁铁、第二下悬浮电磁铁、第三下悬浮电磁铁和第四下悬浮电磁铁与导磁轨道之间设置气隙传感器。
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Assignee: Beijing Sirui Jiachuang Technology Co.,Ltd.

Assignor: Beijing Jiaotong University

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Denomination of invention: Aircraft magnetic levitation landing receiving device

Granted publication date: 20230414

License type: Common License

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