RU2089954C1

RU2089954C1 - Current-carrying dynamic link

Info

Publication number: RU2089954C1
Application number: RU95119002A
Authority: RU
Inventors: А.В. Андреев; В.И. Куркин
Original assignee: Московский технический университет связи и информатики
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; antennas and miscellaneous specific pieces of equipment for ground and space applications. SUBSTANCE: current-carrying dynamic link is built up of one or more pairs of current buses 5, 6 electrically interconnected and connected to set 12 of connecting jumpers, each connected to buses at points a_c and b_c, shifted along closed circuit of current-carrying dynamic link, primarily over 360 deg. arc relative to each other (K= 1,2...). Buses 5, 6 can be connected to current-supply facilities 8, 9 of different polarity. With dynamic link moving along its closed circuit, voltage applied from facilities 8, 9 induces currents I_c through jumpers 12 whose total value is subject to low periodical variations due to displacement of dynamic link relative to facilities 8, 9; Currents in respective bus sections (a_c-a)_c+1 and b_c-b_c+1 are relatively compensated. As an alternative, dynamic link may be made with electric conductor in the form of double-turn coil whose first turn forms external region of link and second one, internal region; these regions can be connected to current-conducting facilities 8, 9. Dynamic link may be also provided with additional current regulating facilities arranged along it and various power loads installed on link may be connected to buses 5, 6 and/or to jumpers 12. EFFECT: enlarged functional capabilities. 10 cl, 16 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, более конкретно к токонесущим динамическим, преимущественно, гибким элементам, которые могут быть использованы в качестве крупногабаритных развертываемых антенн и других устройств специального назначения как в наземной, так и космической сферах деятельности. The present invention relates to electrical engineering, and more particularly to current-carrying dynamic, mainly flexible elements, which can be used as large deployable antennas and other special devices in both terrestrial and space fields of activity.

Динамические упруго-податливые или абсолютно гибкие элементы (длинные стержни, нити, ленты и т.д.) являются эффективными средствами построения плоских и пространственных крупногабаритных конструкций, высокая устойчивость заданной формы которых обеспечивается за счет достаточно быстрого движения данных элементов в воздушной (водной) среде или вакууме. В соответствии с предлагаемым изобретением, ниже рассматривается так называемое контурное движение гибкого звена, которое создается протяжкой этого звена подходящим приводом, через направляющие элементы со скоростью порядка 5-50 м/с. Образующиеся при этом динамические гибкие контуры имеют овальную или околокруговую форму (в зависимости от свойств внешней среды и скорости контурного движения звена). Такие контуры служат естественной базой построения крупногабаритных антенн рамочной конфигурации (с габаритами от сотен метров до нескольких км), а также других устройств, в частности для управления относительным движением космических аппаратов (КА) и их элементов /1/. Dynamic elastic-pliable or absolutely flexible elements (long rods, threads, ribbons, etc.) are effective means of constructing flat and spatial large-sized structures, the high stability of a given shape of which is ensured by the sufficiently fast movement of these elements in an air (water) environment or vacuum. In accordance with the invention, below is considered the so-called contour movement of a flexible link, which is created by pulling this link with a suitable drive, through the guiding elements at a speed of about 5-50 m / s. The resulting dynamic flexible contours have an oval or near-circular shape (depending on the properties of the external environment and the speed of the contour movement of the link). Such circuits serve as a natural basis for constructing large-sized antennas of a frame configuration (with dimensions from hundreds of meters to several kilometers), as well as other devices, in particular for controlling the relative motion of spacecraft (SC) and their elements / 1 /.

Для функционирования по назначению вышеописанных динамических (гибких) звеньев необходимо пропускание по ним переменного или постоянного электрического тока, причем токоподводящие средства практически сосредоточены на весьма малом участке дуги (длины) контура там, где располагаются механизмы протяжки звеньев. For the intended functioning of the above-described dynamic (flexible) links, it is necessary to pass alternating or constant electric current through them, and the current-carrying means are practically concentrated on a very small portion of the arc (length) of the circuit where the link drawing mechanisms are located.

Если токонесущее динамическое звено (ТДЗ) выполнить в виде простого замкнутого электропроводника (например, проволочного витка), то в нее можно генерировать ток лишь достаточно высокой частоты, определяемой параметрами витка как "длинной линии", т.е. практически на уровне не менее сотен кГц (при длине контура порядка км). Токоподвод должен осуществляться однополярным механическим или плазменным контактом (элементы в виде разнополярных клемм и т. п. очевидно, неприменимы ввиду "закорачивания" тока через малую дугу витка между клеммами). If the current-carrying dynamic link (TDZ) is made in the form of a simple closed electrical conductor (for example, a wire coil), then only a sufficiently high frequency can be generated into it, determined by the parameters of the coil as a "long line", i.e. almost at the level of not less than hundreds of kHz (with a loop length of the order of km). The current supply must be carried out by a unipolar mechanical or plasma contact (elements in the form of bipolar terminals, etc., obviously, are not applicable due to the "shorting" of the current through the small arc of the coil between the terminals).

Известно ТДЗ в виде кольцевой электропроводящей тросовой системы, формируемой центробежными силами. ТДЗ содержит периферийный околокруговой проводящий контур, соединенный реальными кабель-тросами с центральным телом (корпусом КА), где располагается источник питания ТДЗ. Все элементы системы вращаются вокруг центральной оси КА /2/. В данном случае возможно генерирование в ТДЗ любого, в том числе и постоянного, электрического тока. TDZ is known in the form of an annular electrically conductive cable system formed by centrifugal forces. TDZ contains a peripheral circumcircular conductive circuit connected by real cable cables to the central body (SC body), where the TDZ power source is located. All elements of the system rotate around the central axis of KA / 2 /. In this case, it is possible to generate in TDZ any, including direct, electric current.

Недостатком известного ТДЗ является необходимость вращения токоподводящих средств вместе со звеном, что ограничивает область применения данного устройства, а также усложняет практическую реализацию ( в том числе развертывание) соответствующей конструкции. A disadvantage of the known TDZ is the need to rotate the current-carrying means together with the link, which limits the scope of this device, and also complicates the practical implementation (including deployment) of the corresponding design.

Наиболее близким техническим решением из числа известных аналогов является околокруговое ТДЗ, содержащее подключаемый к токоподводящим средствам электропроводник, расположенный вдоль геометрически замкнутого и приводимый в движение относительно указанных средств /3/. Данное ТДЗ может питаться через токоподводы типа клемм (скользящих контактов), причем для предотвращения "закорачивания" через малую дугу ТДЗ вдоль звена установлены полупроводниковые вставки. The closest technical solution from among the known analogues is the circumcircular TDZ containing an electrical conductor connected to current-carrying means located along a geometrically closed one and set in motion relative to said means / 3 /. This TDZ can be fed through current leads of the type of terminals (sliding contacts), and semiconductor inserts are installed along the link to prevent short-circuiting through the small arc of the TDZ along the link.

Недостатком известного ТДЗ является необходимость большего числа полупроводниковых вставок, что может сделать характеристики ТДЗ нестабильными и повысить его сопротивление. Кроме того, вдоль такого ТДЗ можно пропускать постоянный ток лишь одного направления. A disadvantage of the known TDZ is the need for a larger number of semiconductor inserts, which can make the characteristics of the TDZ unstable and increase its resistance. In addition, along such a TLV, direct current of only one direction can be passed.

В связи с этим техническим результатом предлагаемого изобретения является создание ТДЗ со стабильными, высокими электротехническими характеристиками, способного пропускать ток в обоих направлениях и с любым временным законом изменения. In this regard, the technical result of the present invention is the creation of TDZ with stable, high electrical characteristics, capable of transmitting current in both directions and with any temporary law of change.

Указанный технический результат достигается тем, что в ТДЗ электропроводник выполнен в виде по меньшей мере двух токовых шин, электрически связанных друг с другом посредством по меньшей мере одной токовой перемычки, место электрического соединения которой с одной из шин смещено по дуге замкнутого контура относительно места электрического соединения этой перемычки с другой шиной, причем указанные шины выполнены с возможностью подключения к токоподводящим средствам с различным, для каждой из шин, электрическим потенциалом. The specified technical result is achieved in that in the TDZ the electric conductor is made in the form of at least two current buses, electrically connected to each other by means of at least one current jumper, the place of electrical connection of which from one of the buses is offset along an arc of a closed loop relative to the place of electrical connection this jumper with another bus, and these tires are made with the possibility of connecting to current-carrying means with different, for each of the tires, electric potential.

При этом в предпочтительном варианте реализации места электрического соединения с шинами каждой токовой перемычки смещены друг относительно друга по дуге в 360^o.Moreover, in a preferred embodiment, the places of electrical connection to the buses of each current jumper are offset relative to each other along an arc of 360 ^o .

Кроме того, целесообразно использование ТДЗ, при котором оно содержит диэлектрическую основу в форме геометрически замкнутого контура, а электропроводник неподвижно связан с указанной основой, причем одна или несколько токовых перемычек выполнены внутри этой основы. In addition, it is advisable to use TDZ, in which it contains a dielectric base in the form of a geometrically closed circuit, and the electrical conductor is fixedly connected to the specified base, and one or more current jumpers are made inside this base.

В предпочтительном варианте реализации ТДЗ диэлектрическая основа выполнена в виде ленты, а токовые шины расположены, попарно, с взаимопротивоположных сторон ленты. In a preferred embodiment, the TDZ implementation, the dielectric base is made in the form of a tape, and the current busbars are located, in pairs, from the opposite sides of the tape.

Для расширения функциональных возможностей ТДЗ может быть снабжено установленными на нем электропотребляющими нагрузками, подключенными параллельно и/или последовательно к электропроводнику. To expand the functionality of the TDZ can be equipped with power-consuming loads installed on it, connected in parallel and / or in series to the electrical conductor.

Токонесущее динамическое звено, в альтернативном варианте изобретения, конструктивно более простое отличается тем, что электропроводник выполнен в форме спирали с более, чем одним витком, а места подключения к электропроводнику токоподводящих средств с попарно различным электрическим потенциалом смещены, для каждой пары этих средств, вдоль спирали на расстояние большее, чем расстояние между указанными местами подключения вдоль геометрического контура звена. The current-carrying dynamic link, in an alternative embodiment of the invention, is structurally simpler, characterized in that the electrical conductor is made in the form of a spiral with more than one turn, and the connection points to the electrical conductor of current-carrying means with pairwise different electric potentials are displaced, for each pair of these means, along the spiral a distance greater than the distance between the indicated connection points along the geometric contour of the link.

В предпочтительном варианте реализации ТДЗ электропроводник выполнен в форме двухвитковой спирали, первый виток которой образует внешнюю электропроводную область звена, а второй виток внутреннюю электропроводную область звена, причем указанные области выполнены с возможностью подключения к токоподводящим средствам с различным для каждой из областей электрическим потенциалом. In a preferred embodiment, the TDZ electric conductor is made in the form of a two-turn spiral, the first turn of which forms the external conductive region of the link, and the second turn the internal conductive region of the link, and these regions are made with the possibility of connecting to the current-carrying means with different electric potentials for each region.

При этом целесообразно исполнение, где ТДЗ содержит диэлектрическую основу в виде замкнутой ленты, а электропроводник выполнен в виде электропроводящих покрытий внешней и внутренней поверхностей ленты, электрически связанных друг с другом через зону разрыва покрытий указанных поверхностей, образованную в районе концов спирали. In this case, it is advisable that the TDZ contains a dielectric base in the form of a closed tape, and the electric conductor is made in the form of electrically conductive coatings of the outer and inner surfaces of the tape, electrically connected to each other through the gap zone of the coatings of these surfaces formed in the region of the ends of the spiral.

Ввиду наличия разрывов вблизи концов спирали, ТДЗ может быть снабжено средством сглаживания пульсаций тока, включенным между витками спирали и выполненным по схеме конденсатора. Due to the presence of discontinuities near the ends of the spiral, the TDZ can be equipped with a means of smoothing current ripples, included between the turns of the spiral and made according to the capacitor circuit.

Наконец, как и в первом альтернативном варианте, ТДЗ может быть снабжено установленными на нем электропотребляющими нагрузками, подключенными параллельно и/или последовательно к электропроводнику. Finally, as in the first alternative embodiment, the TDZ can be equipped with power-consuming loads installed on it, connected in parallel and / or in series to the electrical conductor.

На фиг.1 показано спользование ТДЗ в составе наземной баллистической антенны; на фиг. 2 -применение ТДЗ в качестве элемента оборудования КА, в частности крупногабаритной орбитальной антенны; на фиг.3 структурная схема ТДЗ с двумя токовыми шинами и одной токовой перемычкой в первом предпочтительном варианте использования устройства; на фиг. 4 эквивалентная электрическая схема устройства по фиг. 3; на фиг.5 -структурная схема ТДЗ, подобная показанной на фиг.3, но с двумя токовыми перемычками; на фиг.6 -эквивалентная электрическая схема устройства по фиг.5; на фиг.7 структурная схема ТДЗ с двумя шинами и большим числом токовых перемычек в первом предпочтительном варианте исполнения устройства; на фиг. 8 эквивалентная электрическая схема устройства по фиг. 7; на фиг.9 -один из возможных вариантов конструктивного исполнения ТДЗ, средств его протяжки и токоподводящих средств; на фиг.10 другой возможный вариант конструктивного исполнения ТДЗ и соответствующих средств; на фиг.11 изменение электрического тока вдоль ТДЗ вследствие перемещения звена относительно токоподводящих средств при различном числе токовых перемычек, выполненных согласно фиг.3,5 и 7; на фиг.12 -структурная схема ТДЗ во втором предпочтительном варианте исполнения устройства; на фиг.13 схема протекания тока вдоль ТДЗ по фиг.12; на фиг.14 -один из возможных вариантов средств для устранения (сглаживания) пульсаций тока в ТДЗ по фиг.12; на фиг. 15 другой возможный вариант средств для сглаживания пульсаций тока в ТДЗ по фиг.12; на фиг.16 изменение во времени тока вдоль ТДЗ по фиг.12 при различных способах (средствах) сглаживания токовых пульсаций. Figure 1 shows the use of TDZ as part of a ground ballistic antenna; in FIG. 2 - the use of TDZ as an element of spacecraft equipment, in particular a large-sized orbital antenna; figure 3 is a structural diagram of a TDZ with two current buses and one current jumper in the first preferred embodiment of the device; in FIG. 4, the equivalent circuit diagram of the device of FIG. 3; figure 5 is a structural diagram of the TDZ, similar to that shown in figure 3, but with two current jumpers; figure 6 is the equivalent electrical circuit of the device of figure 5; Fig. 7 is a block diagram of a TDZ with two buses and a large number of current jumpers in a first preferred embodiment of the device; in FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the device of FIG. 7; figure 9 is one of the possible options for the design of TDZ, means for pulling it and current-carrying means; figure 10 is another possible embodiment of the TDZ and related tools; figure 11, the change in electric current along the TDZ due to movement of the link relative to the current-carrying means with a different number of current jumpers made according to figures 3,5 and 7; in Fig.12 is a structural diagram of the TDZ in the second preferred embodiment of the device; in Fig.13 diagram of the flow of current along the TDZ in Fig.12; in Fig.14 is one of the possible options for eliminating (smoothing) the ripple current in the TDZ in Fig.12; in FIG. 15 is another possible embodiment of means for smoothing current ripples in the TDZ of FIG. 12; on Fig the change in time of the current along the TDZ of Fig.12 with various methods (means) of smoothing current pulsations.

ТДЗ, согласно изобретению, может применяться в разнообразных устройствах: антеннах, динамических опорах сооружений, инструментах с дистанционным манипулированием, имитаторах объектов и т.д. как на Земле, так и в космосе. TDZ, according to the invention, can be used in a variety of devices: antennas, dynamic supports of structures, instruments with remote manipulation, simulators of objects, etc. both on Earth and in space.

На фиг. 1 схематично показана баллистическая антенна, содержащая ТДЗ в виде замкнутой нити или ленты, запускаемой при помощи привода 2 (например, электродвигателя с роликами протяжки ) и питаемой через токоподводящие средства (ТПС) 3 соответственно модулированным напряжением. Привод 2 обеспечивает движение ТДЗ вдоль своего контура с некоторой скоростью V_K. Благодаря аэродинамическому взаимодействию ТДЗ 1 с окружающим воздухом данное звено принимает характерный профиль и, в зависимости от направления его запуска приводом 2 (направления касательной к роликам в месте их контакта со звеном), поднимается над основанием антенны под тем или иным углом к горизонту. Практически высота антенны над землей может составлять 30 м и более при величине контурной скорости V_K порядка 10 м/с и выше. Антенна может работать в режиме рамочного приемника/излучателя электромагнитных волн хотя возможны и иные режимы ее эксплуатации.In FIG. 1 schematically shows a ballistic antenna containing a TDZ in the form of a closed filament or tape, triggered by a drive 2 (for example, an electric motor with pull rollers) and fed through current-carrying means (TPS) 3, respectively, with a modulated voltage. Drive 2 provides the movement of TDZ along its circuit with a certain speed V _K. Due to the aerodynamic interaction of the TDZ 1 with the surrounding air, this link takes a characteristic profile and, depending on the direction of its start by the drive 2 (the direction of the tangent to the rollers in the place of their contact with the link), rises above the base of the antenna at one or another angle to the horizontal. In practice, the height of the antenna above the ground can be 30 m or more with a contour velocity V _{K of the} order of 10 m / s and higher. The antenna can work in the mode of a frame receiver / emitter of electromagnetic waves, although other modes of its operation are possible.

На фиг. 2 показан КА 4 на орбите вокруг Земли. Средства 2,3 запуска и электропитания ТДЗ 1 могут быть размещены в специальном модуле КА (и выполненными со всеми необходимыми элементами управления, пример которых можно найти в /3/ ). ТДЗ 1 может служить крупногабаритной антенной для радиолокации и связи (с диаметром кольцевого контура 1001000 м и более), а также структурным элементом некоторого сложного орбитального комплекса. Существенным обстоятельством является возможность управления формой и ориентацией ТДЗ 1 за счет его электродинамического взаимодействия с геомагнитным полем при пропускании по ТДЗ постоянного или медленно меняющегося тока. In FIG. Figure 2 shows spacecraft 4 in orbit around the earth. Means 2.3 of launch and power supply TDZ 1 can be placed in a special module of the spacecraft (and made with all the necessary controls, an example of which can be found in / 3 /). TDZ 1 can serve as a large-sized antenna for radar and communication (with a diameter of the annular contour of 1001000 m or more), as well as a structural element of some complex orbital complex. An essential circumstance is the ability to control the shape and orientation of the TDZ 1 due to its electrodynamic interaction with the geomagnetic field when a constant or slowly changing current is passed through the TDZ.

В первом предпочтительном варианте предлагаемого изобретения электрическая структура кольцевого проводника ТДЗ 1 образована одной или несколькими парами токовых шин 5,6 (фиг. 3), электрически связанных по меньшей мере одной токовой перемычкой 7 для каждой пары, причем эта перемычка 7 располагается существенно вдоль геометрического контура ТДЗ 1 (поскольку толщина или ширина гибкого звена типично составляет несколько миллиметров или сантиметров, а длина его замкнутого контура порядка сотен метров или 1. 5 км, то перемычка, в целом, практически всегда повторяет данный контур). Электрические соединения концов перемычки с шипами выполнены в точках а и b, смещенных вдоль контура по дуге, предпочтительно, в 360^o. Положение ТПС ( "клемм") 8,9 относительно контактных точек (а, b) меняется в следствие контурного движения ТДЗ 1. Это положение можно задать длиной дуги

где Х₀ положение ТПС в некоторый начальный момент времени t_O. Зависимость (1) учитывает возможное изменение V_k по времени.In a first preferred embodiment of the invention, the electrical structure of the TDZ 1 ring conductor 1 is formed by one or more pairs of current busbars 5.6 (Fig. 3) electrically connected by at least one current jumper 7 for each pair, and this jumper 7 is located substantially along the geometric contour TDZ 1 (since the thickness or width of the flexible link is typically several millimeters or centimeters, and the length of its closed loop is of the order of hundreds of meters or 1.5 km, the jumper, in general, is practical and always repeats this circuit). The electrical connections of the ends of the jumper with spikes are made at points a and b, offset along the contour in an arc, preferably 360 ^o . The position of the TPS ("terminals") 8.9 relative to the contact points (a, b) changes due to the contour movement of the TDZ 1. This position can be set by the length of the arc

where X _{0 the} position of the TPN at some initial point in time t _O. Dependence (1) takes into account a possible change in V _k in time.

В каждый момент времени токопроводящие участки шин 5,6 разбиваются на две характерные области, задаваемые дугами х и λ-х, где l х обозначает дугу, дополняющую х до замкнутого контура (фиг.3) или до дугового расстояния между соседними контактными точками перемычек (фиг.5 и 7). По этим областям протекают токи i_o, i_I,(фиг.3), i_o, i₂ (фиг.5) или i_O, i_n,(фиг.7,8). Если шины и перемычки выполнены в виде однородных по длине проводников например, в виде алюминиевых лент и/или проволок постоянного сечения и, кроме того, обе шины обладают одинаковым сопротивлением, то из соображений симметрии следует, что токи i_o, i_I, i₂.и, вообще, любые шинные токи i_k (фиг.7) являются взаимно скомпенсированными, т. е. в парных шинах они по величине и взаимопротивоположны. Таким образом, результирующим током вдоль ТДЗ 1 является суммарный ток перемычек, в общем случае (фиг.7,8) равный
I_ε= i_o+i_n= I₁+I₂+...+I_n. (2)
Важно отметить, что данный суммарный ток (2) практически один и тот же на всех участках ТДЗ, как это наглядно видно из фиг.3,5 и 7. Незначительные отличия могут иметь место лишь вблизи контактных точек (a, b), (a, b)_K; К 1,2.n. При необходимости эти отличия могут быть устранены простыми техническими приемами в исполнении мест соединения шин с перемычками.At each moment of time, the conductive sections of the busbars 5.6 are divided into two characteristic areas defined by arcs x and λ-x, where l x denotes an arc complementary to x to a closed loop (Fig. 3) or to the arc distance between adjacent contact points of the jumpers ( 5 and 7). Currents i _o , i _I , (Fig. 3), i _o , i ₂ (Fig. 5) or i _O , i _n , (Fig. 7.8) flow through these areas. If the busbars and jumpers are made in the form of conductors uniform in length, for example, in the form of aluminum strips and / or wires of constant cross section and, in addition, both buses have the same resistance, then from symmetry considerations it follows that the currents i _o , i _I , i ₂ .and, in general, any bus currents i _k (Fig. 7) are mutually compensated, that is, in paired buses they are in magnitude and mutually opposite. Thus, the resulting current along the TDZ 1 is the total jumper current, in the general case (Fig. 7.8) equal to
I _ε = i _o + i _n = I ₁ + I ₂ + ... + I _n . (2)
It is important to note that this total current (2) is practically the same in all sections of the TDZ, as is clearly seen from Figs. 3,5 and 7. Slight differences can occur only near the contact points (a, b), (a , b) _K ; K 1,2.n. If necessary, these differences can be eliminated by simple techniques in the design of the connection points of the tires with jumpers.

Для оценки характеристик описанного ТДЗ следует обратиться к эквивалентным электрическим схемам по фиг. 4, 6 и 8. Для ясности будем считать все проводники однородными по длине, сопротивления парных шин одинаковыми, а подводимое к шинам напряжение ε постоянным. Сопротивления перемычек D также положим одинаковыми. Ввиду пропорциональности сопротивлений проводящих участков их длине, будем обозначать их так же как и длины: х, D, λ х. Введем безразмерные параметры:

где L длина замкнутого контура ТДЗ I; n число перемычек.To evaluate the characteristics of the described TLV, reference should be made to the equivalent circuitry of FIG. 4, 6 and 8. For clarity, we assume that all conductors are uniform in length, the resistances of paired tires are the same, and the voltage ε supplied to the buses is constant. The resistances of the jumpers D are also set equal. Due to the proportionality of the resistance of the conductive sections to their length, we will denote them in the same way as the lengths: x, D, λ x. We introduce dimensionless parameters:

where L is the length of the closed loop TDZ I; n number of jumpers.

Очевидно, что

меняется в пределах (0,1) затем процесс токов в ТДЗ повторяется.It's obvious that

varies within (0.1) then the process of currents in the TDZ is repeated.

Из расчета по схеме фиг.4 (для n 1) можно получить:

Из (4) видно, что пульсации тока I_ε (фиг.11, n I) будут тем меньше, чем меньше сопротивление шины l по сравнению с сопротивлением перемычки D Однако увеличение сопротивления D ведет к снижению среднего тока e/Δ вдоль ТДЗ. Если, например, принят l=Δ то вариации тока в ТДЗ составят около 30 (фиг.11, n= I) причем масса ТДЗ будет примерно второе превосходить массу "простого витка" с тем же самым током I= ε/Δ Обратно, если потребовать равенства масс ТДЗ I и "простого витка" ( фактически одной из шин), то надо будет второе уменьшить массу шин 5, 6 и перемычки 7 (фиг. 3) т.е. втрое увеличить сопротивления l=Δ Тогда ток ТДЗ окажется втрое меньшим тока, равного по массе "простого витка". Разумеется, ток можно увеличить за счет роста напряжения e но этот рост ограничен и не всегда допустим. Больших результатов можно достичь при оптимизации электрической структуры ТДЗ и, прежде всего при увеличении числа токовых перемычек.From the calculation according to the scheme of figure 4 (for n 1) you can get:

From (4) it is seen that the current ripple I _ε (Fig. 11, n I) will be the smaller, the lower the bus resistance l compared with the resistance of the jumper D However, an increase in the resistance D leads to a decrease in the average current e / Δ along the TDZ. If, for example, l = Δ is adopted, then the current variations in the TLV will be about 30 (Fig. 11, n = I) and the TLV mass will be approximately the second to exceed the mass of the "simple turn" with the same current I = ε / Δ Conversely, if to require the equal masses of the TDZ I and the "simple turn" (actually one of the tires), then it will be necessary to reduce the mass of the

tires

5, 6 and jumpers 7 (Fig. 3) the second, i.e. triple the resistance l = Δ Then the TDZ current will turn out to be three times less than the current equal in mass to the "simple turn". Of course, the current can be increased by increasing the voltage e, but this growth is limited and not always permissible. Great results can be achieved by optimizing the electrical structure of the TDZ and, above all, by increasing the number of current jumpers.

Из расчета по схеме фиг.6 (для n 2) можно получить:

где

величина, определяемая выражением:

Изменение суммарного тока

иллюстрируется фиг.11 (n=2), причем масса обеих шин и масса двух перемычек 10, 11 взяты равными соответственно массам шин 5,6 и массе перемычек 7 -ТДЗ по фиг.3 Как видно из фиг.11 (n=2), ток в ТДЗ той же массы, но с двумя перемычками вместо одной (при этом сопротивление каждой перемычки, конечно, возросло вдвое D_→2Δ а сопротивление l (полушины", очевидно, вдвое уменьшилось: l→ λ/2 оказался в среднем таким же, как и прежде, но его пульсации заметно снизились примерно до 10% Обратно, допустив большие пульсации (например, как прежде до 30%) можно снизить массу ТДЗ.From the calculation according to the scheme of Fig.6 (for n 2) you can get:

Where

value determined by the expression:

Total current change

is illustrated in Fig. 11 (n = 2), and the mass of both tires and the mass of two

jumpers

10, 11 are taken equal to the masses of tires 5.6 and the mass of jumpers 7-TDZ in Fig. 3, respectively. As can be seen from Fig. 11 (n = 2) , the current in the TLV of the same mass, but with two jumpers instead of one (in this case, the resistance of each jumper, of course, doubled D_ → 2Δ and the resistance l (half) obviously decreased by half: l → λ / 2 turned out to be the same on average , as before, but its ripples markedly decreased to about 10%. Conversely, allowing large ripples (for example, as before to 30%) can reduce the mass of TDZ.

Расчеты электрических схем при n ≥3 в аналитическом виде становятся трудоемкими, а их результаты весьма громоздкими. Однако тенденция достаточно быстрого сглаживания суммарного тока в ТДЗ с ростом числа перемычек сохраняется (фиг. 11 n=5). Для больших n>1 (весьма малых

можно получить следующие приближенные оценки:
пусть масса электропроводника ТДЗ задана в K_м раз большей массы "простого витка";
пусть суммарный ток в ТДЗ составляет

долю от тока в "простом витке".Calculations of electrical circuits for n ≥ 3 in an analytical form become laborious, and their results are very cumbersome. However, the tendency of sufficiently rapid smoothing of the total current in the TDZ with an increase in the number of jumpers is preserved (Fig. 11 n = 5). For large n> 1 (very small

the following approximate estimates can be obtained:
let the mass of the TDZ electric conductor be set to K _m times the mass of the "simple turn";
let the total current in the TDZ is

fraction of the current in a "simple turn".

Тогда при n перемычках вариации тока в ТДЗ будут

причем сопротивление каждой перемычки составит

где R - сопротивление "простого витка", а сопротивление

,
Таким образом, теоретически можно сколь угодно приблизить массово-энергетические характеристики ТДЗ согласно изобретению характеристикам "простого витка". Например, если масса ТДЗ всего на 10% больше массы указанного витка: K_M=1,1, а ток в ТДЗ всего на 10% больше массы указанного витка: K_M=1,1, а ток в ТДЗ всего на 10% меньше тока в витке h₁=0,9 то из (6) находим что это достижимо при числе перемычек n=90. В этом случае вариации тока составят также 10% При вводе большей массе ТДЗ (К_м=2) и таком же η₁1 число перемычек n 100 даст вариации тока всего в 2 и т.д. Ограничения в данном направлении носят в основном технологический характер.Then, with n jumpers, the current variations in the TDZ will be

moreover, the resistance of each jumper will be

where R is the resistance of the "simple turn", and the resistance

,
Thus, it is theoretically possible to arbitrarily approximate the mass-energy characteristics of the TDZ according to the invention to the characteristics of a "simple turn". For example, if the mass of the TDZ is only 10% more than the mass of the specified coil: K _M = 1.1, and the current in the TDZ is only 10% more than the mass of the indicated coil: K _M = 1.1, and the current in the TDZ is only 10% less current in the coil h ₁ = 0.9 then from (6) we find that this is achievable with the number of jumpers n = 90. In this case, the current variation will also be 10%. When a larger mass of TDZ (K _m = 2) is entered and the same η ₁ 1, the number of jumpers n 100 will give a current variation of only 2, etc. Limitations in this direction are mainly technological in nature.

Конструктивно рассматриваемое ТДЗ целесообразно выполнить в виде замкнутой ленты 1 (фиг.9,10) на диэлектрической основе (тефлон, каптон, номекс и др. достаточно прочные синтетические материалы), в которую внедрены токовые перемычки как это обычно делается в многожильных кабелях. На внешней поверхности диэлектрической основы- с внутренней и внешней стороны ленты - образованы электропроводные области (покрытия) 13, 13'и 13" выполняющие функции токовых шин. Части ленты 1, в которые внедрены токовые перемычки, преимущественно, утолщены, с ними могут механически взаимодействовать ролики (валки) 14 механизма протяжки ТДЗ, кинематически связанные с приводом 15. Последний функционально связан с системой управления относительным движением (контурной скоростью) ТДЗ. Принципиально, может использоваться и немеханический привод протяжки ТДЗ: например, выполненный по схеме линейного индукционного электродвигателя тогда на соответствующих поверхностях ленты 1 должны быть выполнены необходимые электромагнитные элементы (индуктивные контуры и т. п.), а также приняты меры для исключения наводок в шинах 13 и перемычках 16. Structurally, the considered TDZ is expediently performed in the form of a closed tape 1 (Fig. 9, 10) on a dielectric basis (Teflon, Kapton, Nomex, and other sufficiently strong synthetic materials), into which current jumpers are embedded, as is usually done in multicore cables. On the outer surface of the dielectric base — on the inner and outer sides of the tape — electrically conductive regions (coatings) 13, 13 ′ and 13 ″ acting as current buses are formed. The parts of the tape 1 into which the current jumpers are embedded are mainly thickened and can mechanically interact with them rollers (rolls) 14 of the TDZ broaching mechanism kinematically connected to the drive 15. The latter is functionally connected to the TDZ relative motion (contour speed) control system. otyazhki TLV: e.g., formed by a linear induction motor circuit then on the respective surfaces of the strip 1 should be performed the necessary elements electromagnetic (inductive circuits, etc...) as well as made to prevent interference in the tire 13 and 16 webs.

С шинами 13, 13'и 13" взаимодействуют ТПС 17 (фиг.9,10), которые могут выполняться в виде пар контактных роликов (валков), соединенных с клеммами различной полярности. Возможно и иное исполнение ТПС 17, в частности на основе жидкометаллического контакта (электрореологические жидкости с соответствующими уплотнениями и т. п.), а также с помощью объемного плазменного проводника. Последний вариант особенно благоприятен для варианта ТДЗ по фиг. 9, где созданы условия, препятствующие перетеканию плазмы с одной стороны ленты на другую. TPS 17 (Figs. 9, 10) interact with tires 13, 13'and 13 ", which can be made in the form of pairs of contact rollers (rolls) connected to terminals of different polarity. Another version of TPS 17, in particular, based on liquid metal, is also possible. contact (electrorheological fluids with appropriate seals, etc.), as well as using a volumetric plasma conductor.The latter option is especially favorable for the TDZ variant of Fig. 9, where conditions are created that prevent the plasma from flowing from one side of the tape to the other.

Все токовые перемычки 16 (фиг. 9,10) электрически связаны с шинами 13,13'и 13" согласно принципиальным схемам по фиг.3,5 7, причем на внешней и на внутренней сторонах диэлектрической ленты могут выполняться несколько независимо питаемых пар шин с соответствующими для каждой из пар системами перемычек и независимых ТПС 17 (что легко себе представить в варианте ТДЗ по фиг.10, но возможно также и в исполнении по фиг.9 например, при "разрезании" каждой из шин 13 на несколько параллельных полос). Отдельные пары шин могут и не быть полностью независимыми, но иметь некоторые общие перемычки и/или быть связанными посредством ТПС, подключенных к какой-либо системе коммутации и т.д. Соединение перемычек 16 с шинами 13,13'и 13" осуществимо с помощью пайки и других известных технологий. All current jumpers 16 (Fig. 9,10) are electrically connected to the busbars 13,13'i 13 "according to the schematic diagrams of Fig. 3,5 7, and several independently powered pairs of buses can be run on the outer and inner sides of the dielectric tape the corresponding jumper systems and independent TPNs 17 for each pair (which is easy to imagine in the TDZ version of FIG. 10, but also possible in the embodiment of FIG. 9, for example, when each bus 13 is “cut” into several parallel strips). Individual tire pairs may not be completely independent, but s some common jumper and / or be linked through a CBP connected to a switching system, etc. The compound webs 16 with the tire 13 13,13'i "feasible by soldering or other known techniques.

В зависимости от конкретного назначения ТДЗ оно может быть дополнено рядом электро(радио) технических элементов, подключенных к электропроводнику (т.е. к шинам и/или перемычкам) по параллельной или последовательной схемам. Подключаемым элементам (условно не показаны) могут быть различные фазовые и частотные корректоры, например, при использовании ТДЗ в качестве высокочастотной антенны ( для компенсации "эффектов длиной линии "); инверторы и полупроводниковые микросхемы, например, при использовании ТДЗ в качестве фазированной решетки (с большим числом "полуволн" тока вдоль замкнутого электропроводника); колебательные контуры (индивидуальные излучатели/приемники), а также различные зонды и специализированные приборы. Подобные элементы тем или иным образом закрепляются на ленте ТДЗ так, чтобы не препятствовать ее протяжке механизмами типа 14-15 (фиг.9,10) и не нарушать работу ТПС 17. При выборе схем электрического подключения указанных элементов следует иметь ввиду, что токи на отдельных участках шин ( i_k, фиг.7) и в отдельных перемычках (I_k) могут существенно отличаться по величине и временному изменению от суммарного тока I_ε вдоль звена. С одной стороны, это дает определенную гибкость в части располагаемых режимов питания тех или иных элементов. С другой стороны, если требуется стабильность питания в смысле его соответствия напряжению e и току I_ε в цепи ТПС, то элементы должны подключаться ко всем перемычкам (их "жгуту" ) в любом ТДЗ.Depending on the specific purpose of the TDZ, it can be supplemented by a number of electrical (radio) technical elements connected to an electrical conductor (i.e., to buses and / or jumpers) in parallel or serial circuits. The connected elements (not shown conditionally) can be various phase and frequency correctors, for example, when using TDZ as a high-frequency antenna (to compensate for "line length effects"); inverters and semiconductor microcircuits, for example, when using TDZ as a phased array (with a large number of "half-waves" of current along a closed electrical conductor); oscillatory circuits (individual emitters / receivers), as well as various probes and specialized devices. Such elements in one way or another are fixed on the TDZ tape so as not to impede its pulling by type 14-15 mechanisms (Figs. 9, 10) and not to interrupt the operation of the TPN 17. When choosing the electrical connection schemes for these elements, it should be borne in mind that individual bus sections (i _k , Fig. 7) and in individual jumpers (I _k ) can significantly differ in magnitude and temporal change from the total current I _ε along the link. On the one hand, this gives a certain flexibility in terms of the available power modes of various elements. On the other hand, if stability of supply is required in the sense of its correspondence to voltage e and current I _ε in the TPS circuit, then the elements must be connected to all jumpers (their “harness”) in any TLD.

Предлагаемое ТДЗ, в вышеописанном первом варианте данного изобретения, работает следующим образом. The proposed TDZ, in the above-described first embodiment of the present invention, operates as follows.

Посредством привода 2 (фиг.1, 2) ТДЗ развертывается из транспортного положения в рабочее, при этом используются те или иные направляющие и регулирующие средства (см. например, /3/). При сообщении звену требуемых контурной скорости V_k и направления запуска оно приобретает рабочую форму и операцию: продолговато-овальную (фиг. 1) или близкую к круговой (фиг. 2). Положение плоскости ТДЗ в пространстве задается соответствующим разворотом привода 2 относительно опорной конструкции; при работе на орбите вокруг планеты это положение может дополнительно устанавливаться путем электродинамического взаимодействия тока в ТДЗ с внешним магнитным полем.By means of drive 2 (FIGS. 1, 2), the TDZ is deployed from the transport position to the working one, using various guides and regulating means (see, for example, / 3 /). When the link is informed of the required contour speed V _k and the start direction, it acquires the working form and operation: oblong-oval (Fig. 1) or close to circular (Fig. 2). The position of the TDZ plane in space is set by the corresponding rotation of the drive 2 relative to the supporting structure; when working in orbit around the planet, this position can be additionally established by electrodynamic interaction of the current in the TDZ with an external magnetic field.

При подаче напряжения на ТПС 8, 9 (фиг.3,5,7) одна из шин (например, 5) приобретает в целом более высокий потенциал, а другая шина в целом более низкий потенциал (например, 6). По соединяющим шины перемычкам 7 (фиг.3), 10-11 (фиг. 5) или 12 (фиг. 7) протекают токи I_k (K 1,2,n), формирующие суммарный ток I_ε I₁ + I₂+ + I_n вдоль замкнутого контура ТДЗ, причем токи i_k на соседних участках шин в типичном случае исполнения ТДЗ взаимно компенсируются. Изменение суммарного тока вдоль ТДЗ вследствие перемещения звена относительно ТПС 8 9 может быть сделано весьма малым (фиг. 11) при достаточно большом числе перемычек. Частота изменения тока (при его постоянстве в среднем) пропорциональна числу перемычек, равномерно распределенных вдоль контура ТДЗ. Эта частота относительно невелика: например, при длине ТДЗ 500 м, скорости V_k 5 м/с и числе перемычек n 100 ( l/L 0,01) она составит 1 Гц (амплитуда пульсаций тока в ТДЗ при этом может составлять около 1 и менее). При желании токовые пульсации можно исключить соответствующими небольшими вариациями подводимого напряжения ε
При подаче на ТПС 8 9 ( 17 на фиг. 9, 10) переменного напряжения ток в ТДЗ будет изменяться строго в такт с ним при частотах, существенно больших вышеуказанной частоты пульсаций (например, 1 Гц) и существенно меньших "резонансной" частоты, обусловленной "эффектами длинной линии" (например, около 600 КГц) или собственными характеристиками рамочной антенны (порядка 100 кГц). Для более высоких частот требуются специальные радиотехнические приемы, известные в технике (крупногабаритных) антенн и состоящие, в частности, в размещении вдоль ТДЗ различных фазо/частотно-корректирующих элементов. Впрочем, для всех практически применяемых частот (от кГц до ГГц) пульсация тока в ТДЗ принципиального значения не имеют.When voltage is applied to the TPS 8, 9 (Fig. 3,5,7), one of the tires (for example, 5) acquires a generally higher potential, and the other bus as a whole has a lower potential (for example, 6). Through the connecting busbar jumpers 7 (Fig. 3), 10-11 (Fig. 5) or 12 (Fig. 7) currents I _k (K 1,2, n) flow, forming the total current I _ε I ₁ + I ₂ + + I _n along the closed loop of the TDZ, and the currents i _k on adjacent bus sections in a typical case of the TDZ execution are mutually compensated. The change in the total current along the TDZ due to the movement of the link relative to the TPS 8 9 can be made very small (Fig. 11) with a sufficiently large number of jumpers. The frequency of current change (with its constancy on average) is proportional to the number of jumpers uniformly distributed along the TDZ circuit. This frequency is relatively small: for example, with a TDZ length of 500 m, a velocity of V _k 5 m / s and a number of jumpers n 100 (l / L 0.01) it will be 1 Hz (the amplitude of the current ripples in the TDZ can be about 1 and less). If desired, current ripples can be eliminated by corresponding small variations in the input voltage ε
When an alternating voltage is applied to the TPS 8 9 (17 in Figs. 9, 10), the current in the TDZ will change strictly in time with it at frequencies substantially higher than the above ripple frequency (for example, 1 Hz) and significantly lower than the "resonant" frequency due to "long line effects" (for example, about 600 kHz) or the intrinsic characteristics of a loop antenna (of the order of 100 kHz). For higher frequencies, special radio techniques are required, known in the technique of (large) antennas and consisting, in particular, of placing various phase / frequency correction elements along the TDZ. However, for all practically used frequencies (from kHz to GHz) the current ripple in the TDZ is of no fundamental importance.

размещенные на ТДЗ электропотребляющие нагрузки (вышеуказанные электро- или радиотехнические элементы) питаются постоянным или переменным током от системы перемычек и/или шин. При этом эти нагрузки могут быть снабжены собственными схемами преобразования токов и напряжений ( на базе интегральных микросхем и т.п.). power-consuming loads placed on the TDZ (the above-mentioned electrical or radio engineering elements) are powered by direct or alternating current from a system of jumpers and / or buses. Moreover, these loads can be equipped with their own circuits for converting currents and voltages (based on integrated circuits, etc.).

Во втором варианте предлагаемого изобретения электропроводник ТДЗ выполнен в виде, предпочтительно, двухвитковой спирали 18 (фиг.12), витки которой разделены изолирующим промежутком 19 (например, в виде вышеупомянутой ленты из диэлектрического материала, при необходимости профилированной подобно лентам по фиг.9 или 10). Витки спирали могут выполняться как покрытия внешней и внутренней сторон ленты. По меньшей мере одна пара разнополярных ТПС 20 введена в электрический контакт с данными покрытиями ( аналогично ТПС 17 на фиг. 9,10). C целью стабилизации величины тока при наличии разрыва токопроводящей поверхности (cм. ниже) может быть предусмотрена вторая пара ТПС 20', коммутируемая с ТПС 20 по сигналам датчика 21 через соответствующий блок 22. Датчик 21 выполнен, в частности, в виде фото(теле)индикатора положения поверхности спирали 18 относительно ТПС 20 (20'), причем на ленте спирали 18 нанесены какие-либо метки, воспринимаемые датчиком 21. In a second embodiment of the invention, the TDZ electric conductor is made in the form of, preferably, a two-turn spiral 18 (Fig. 12), the turns of which are separated by an insulating gap 19 (for example, in the form of the aforementioned tape of dielectric material, if necessary shaped like tapes in Fig. 9 or 10 ) The coils of the spiral can be performed as coatings of the external and internal sides of the tape. At least one pair of heteropolar TPNs 20 is brought into electrical contact with these coatings (similarly TPNs 17 in Figs. 9, 10). In order to stabilize the current value in the presence of a break in the conductive surface (see below), a second pair of TPS 20 'can be provided, which is switched by the TPS 20 according to the signals of the sensor 21 through the corresponding unit 22. The sensor 21 is made, in particular, in the form of a photo (body) an indicator of the position of the surface of the spiral 18 relative to the TPS 20 (20 '), and on the tape of the spiral 18 there are any marks perceived by the sensor 21.

Как показано на фиг.12 и 13, токопроводящие покрытия первого (внешнего) и второго (внутреннего) витков спирали 18 электрически связаны друг с другом через зону разрыва 23 данных покрытий так, что между контактами ТПС 20 всегда имеется ( за исключением кратковременного прохождения зоны разрыва 23 ) один полный токовый виток, показанный на фиг.13 сплошной линией, при этом "пассивные части" проводящей спирали ( пунктирная линия), находящиеся под соответствующими потенциалами, тока не несут. As shown in FIGS. 12 and 13, the conductive coatings of the first (external) and second (internal) turns of the spiral 18 are electrically connected to each other through the gap zone 23 of these coatings so that between the contacts of the TPS 20 there is always (except for a short passage of the gap zone 23) one full current loop, shown in Fig.13 as a solid line, while the "passive parts" of the conductive spiral (dashed line) under the corresponding potentials do not carry current.

Стабилизирующий коммутационный блок 22 может выполняться различным образом. Одним из возможных вариантов может быть схема делителя напряжения ( фиг. 14). В этой схеме предусмотрены две пары близко расположенных контактов ТПС, из которых а и b' поддерживаются под одним и тем же потенциалом и подключаются к источнику напряжения через сопротивление 24. Данная схема реостатного типа может быть реализована как в механическом, так и электронном исполнении. На фиг. 14 подвижный контакт реостатного сопротивления 24 условно соответствует исполнению. The stabilizing switching unit 22 may be performed in various ways. One of the possible options may be a voltage divider circuit (Fig. 14). This circuit provides for two pairs of closely spaced contacts of the TPS, of which a and b 'are supported at the same potential and are connected to a voltage source through resistance 24. This rheostatic type circuit can be implemented both in mechanical and electronic versions. In FIG. 14 movable contact of the rheostat resistance 24 conditionally corresponds to the design.

На фиг. 15 представлен другой вариант схемы коммутационного блока 22, в котором используется конденсатор С достаточно большой емкости и регулируемое сопротивление R. RC- цепочка подключается к токопроводящим виткам спирали 18 через постоянные подвижные контакты 25, 26 (аналогичные ТПС) и переключатели 27, 28. На фиг.15 данные переключатели показаны в положении, соответствующем движению ТДЗ в направлении, показанном сплошной стрелкой ( "справа налево"): пунктиром отмечено положение переключателей 27, 28 при противоположном направлении ТДЗ. In FIG. 15 shows another variant of the circuit of the switching unit 22, in which a capacitor C of sufficiently large capacity and an adjustable resistance R is used. The RC circuit is connected to the conductive turns of the spiral 18 through constant movable contacts 25, 26 (similar to TPS) and switches 27, 28. In FIG. .15 these switches are shown in the position corresponding to the movement of the TLV in the direction shown by the solid arrow (“from right to left”): the dotted line indicates the position of the switches 27, 28 with the opposite direction of the TLV.

Предлагаемое ТДЗ, в вышеописанном втором варианте данного изобретения, работает следующим образом. The proposed TDZ, in the above-described second embodiment of the present invention, works as follows.

Развертывание и придание ТДЗ контурного движения со скоростью V_k производится аналогично тому, как это делается для ТДЗ в вышеописанном первом варианте изобретения.The deployment and giving TDZ contour motion with a speed of V _{k is} carried out similarly to how it is done for TDZ in the above-described first embodiment of the invention.

При подаче напряжения на ТПС 20 ( фиг.12) по витку спирали 18, заключенному между разнополярными ТПС, протекает ток I (фиг.13). Если проводящая спираль 18 однородна, то при постоянстве напряжения на ТПС 20 вдоль ТДЗ будет протекать постоянный ток в течение одного периода вращения ТДЗ в его контурном движении: в промежутке времени между двумя последовательными прохождениями зоны разрыва 23 через ТПС 20 ( практически этот период составляет~ 100 с и более). Очевидно, что эффективное сопротивление проводника 18 определяется лишь половиной его полной длины. Ясно также, что масса данного ТДЗ будет всегда примерно вдвое превосходить массу " простого витка" при тех же токе I и напряжении e, подводимом к ТПС 20. When voltage is applied to the TPS 20 (Fig. 12), a current I flows through the coil 18 enclosed between the different-polar TPS, (Fig. 13). If the conducting coil 18 is homogeneous, then with a constant voltage across the TPS 20, a direct current will flow along the TDZ during one period of rotation of the TDZ in its contour movement: in the interval between two consecutive passes of the fracture zone 23 through the TPS 20 (practically this period is ~ 100 with and more). Obviously, the effective resistance of the conductor 18 is determined only by half of its full length. It is also clear that the mass of this TLV will always be approximately twice as large as the mass of the "simple turn" at the same current I and voltage e supplied to the TPV 20.

рассматриваемый вариант ТДЗ является конструктивно более простым, не дающим пульсации тока, подобных показанным на фиг.11. Однако этот вариант может обладать повышенной массой, а постоянство (непрерывность) тока I требует проведения специальных мер при прохождении зоны разрыва 23. Простейшим способом является достаточно плавное (хотя и быстрое) отключение питающего напряжения непосредственно перед прохождением зоны разрыва 23, а также последующее плавное (и быстрое) включение данного напряжения непосредственно после прохождения указанной зоны (случай "А" на фиг. 16). Практически ширина зоны разрыва 23 должна составлять, по-видимому, не менее 1.0,5 см, так что время прохождения этой зоны t имеет порядок 0,01.0,001 с и само по себе незначительно. Однако ограничение на скорость изменения тока I может потребовать несколько больших времен. the considered variant of TDZ is structurally simpler, not giving current ripple, similar to those shown in Fig. 11. However, this option may have an increased mass, and the constancy (continuity) of current I requires special measures when passing through the gap zone 23. The simplest way is a fairly smooth (albeit quick) disconnection of the supply voltage immediately before the passage of the gap zone 23, as well as the subsequent smooth ( and quick) the inclusion of this voltage immediately after the passage of the specified zone (case "A" in Fig. 16). In practice, the width of the fracture zone 23 should apparently be at least 1.0.5 cm, so that the transit time of this zone t is of the order of 0.01.0.001 s and is insignificant in itself. However, limiting the rate of change of current I may require several large times.

Если прерывание тока нежелательно, то могут быть применены те или иные стабилизирующие коммутационные блоки 22 (фиг.12). Согласно варианту исполнения такого блока по фиг. 14 во время прохождения зоны разрыва 23 подводимое напряжение e перераспределяется между контактами a', b и a-b' следующим образом. При нахождении всех четырех контактов на поверхности 18 пара а-b' отключена от сопротивления 24, так что ток I течет по витку спирали 18 от b (+) к a'(-) при напряжении e между этими контактами. Датчик 21 фиксирует приближение зоны разрыва 23 (ТДЗ в данном примере движется "справа налево") и выход контактов а',b' из электрической связи со спиралью 18 (конструктивно здесь желательно предусмотреть, чтобы контакт b' вышел из этой связи чуть раньше контакта а'). В момент выхода пара a-b' подключается к сопротивлению 24 с одного из его концов в данном примере с правого, так, что между a и b имеется напряжение e и вдоль проводника 18 течет тот же ток I. Далее при вхождении пары контактов a', b' в связь с проводником 18 и до попадания a, b в зону разрыва 23 точка электрического соединения пары a b' с сопротивлением 24 занимает некоторое среднее положение (фиг.14), при этом напряжение e делится между двумя витками спирали 18 ( напряжение между b и b'+ напряжение между a и a'= e ), так что по виткам текут некоторые токи, меньшие I по-отдельности, но в сумме дающие тот же ток I вдоль ТДЗ. При выходе контактов а, b из связи с проводником 18 ( вновь желательно, чтобы контакт b вышел из связи несколько ранее а) соединение пары а-b' с сопротивление 24 занимает крайнее левое положение: между b'и a' устанавливается e и ток вдоль витка 18 вновь равен 1. При вхождении всех четырех контактов в связь с проводником 18 пара а-b' отключается от сопротивления 24. Затем описанный процесс периодически повторяется. В идеальном случае может быть достигнута полная стабилизация тока I вдоль ТДЗ ( случай "В" на фиг.16). If current interruption is undesirable, then one or another stabilizing switching blocks 22 can be applied (Fig. 12). According to an embodiment of such a block according to FIG. 14, during the passage of the fracture zone 23, the applied voltage e is redistributed between the contacts a ', b and a-b' as follows. When all four contacts are located on the surface 18, the pair a-b 'is disconnected from resistance 24, so that the current I flows along the coil of spiral 18 from b (+) to a' (-) at a voltage e between these contacts. The sensor 21 detects the approach of the fracture zone 23 (TDZ in this example moves “from right to left”) and the contacts a ', b' exit from the electrical connection with the spiral 18 (it is desirable to provide here that contact b 'should leave this connection a little earlier than contact a '). At the moment of the steam exit, ab 'is connected to the resistance 24 from one of its ends in the right example in this example, so that there is a voltage e between a and b and the same current I flows along conductor 18. Then, when a pair of contacts a', b enters 'in connection with the conductor 18 and before getting a, b into the gap zone 23, the point of electrical connection of the pair ab' with resistance 24 occupies a certain middle position (Fig. 14), while the voltage e is divided between two turns of the spiral 18 (voltage between b and b '+ voltage between a and a' = e), so that some currents smaller than I from units, but in total giving the same current I along the TDZ. When the contacts a, b exit from the connection with the conductor 18 (again it is desirable that the contact b comes out of communication a little earlier a) the connection of the pair a-b 'with the resistance 24 occupies the extreme left position: e and the current along turn 18 is again equal to 1. When all four contacts enter into communication with conductor 18, pair a-b 'is disconnected from resistance 24. Then, the described process is periodically repeated. In the ideal case, full stabilization of the current I along the TDZ can be achieved (case “B” in FIG. 16).

Согласно варианту исполнения блока 22 по фиг.15, поддержание тока в проводнике 18 при вхождении ТПС 20 в зону разрыва 23 осуществляется за счет разряда конденсатора С (отметим, что сам проводник 18, см. фиг.12, является некоторым конденсатором и может использоваться для компенсирующего "саморязряда" без каких-либо дополнительных блоков, однако практически его емкость все же недостаточно велика, а сопротивление относительно мало, чтобы обеспечить необходимое время разряда). При попадании ТПС 20 в зону разрыва (фиг. 15) конденсатор С разряжается через контакты 25 в тот же самый виток проводника 18, к которому были подключены ТПС 20, причем разрядный ток уменьшается мало за время t≪ CR, (7)
где постоянная времени CR должна быть выбрана на уровне 5....10τ ( t время прохождения разрыва), т.е. например, 0,01 с. Если сопротивление витка 18 составляет приблизительно 5 0м, то емкость конденсатора должна быть на уровне 2000 мкф.According to an embodiment of block 22 of FIG. 15, the current in the conductor 18 is maintained when the TPS 20 enters the gap zone 23 due to the discharge of the capacitor C (note that the conductor 18 itself, see FIG. 12, is some capacitor and can be used for compensating "self-discharge" without any additional blocks, but practically its capacity is still not large enough, and the resistance is relatively small to provide the necessary discharge time). When the TPS 20 enters the rupture zone (Fig. 15), the capacitor C discharges through the contacts 25 into the same turn of the conductor 18 to which the TPS 20 are connected, and the discharge current decreases little during t≪ CR, (7)
where the time constant CR should be chosen at the level of 5 .... 10τ (t the time of passage of the gap), i.e. e.g. 0.01 s If the resistance of coil 18 is approximately 5 0 m, then the capacitance of the capacitor should be at the level of 2000 microfarads.

При разряде конденсатора С сопротивление R цепи устанавливается близким к нулю. При вхождении ТПС 20 в связь с проводником 18 (ТДЗ движется " справа налево" на фиг.15) сопротивление R устанавливается на уровне сопротивления витка 18 ( например, 50м), и после вхождения контактов 25 в связь с витком 18 (по прохождении ими разрыва) конденсатор окончательно подзаряжается до напряжения e необходимого для последующего разряда. При движении ТДЗ "слева направо" используются контакты 26, при положении переключателей 27, 28, показанном пунктиром. Стабилизация тока в описанной схеме соответствует случаю "С" на фиг.16. When the capacitor C is discharged, the resistance R of the circuit is set close to zero. When the TPS 20 enters into communication with the conductor 18 (TDZ moves "from right to left" in Fig. 15), the resistance R is set at the resistance level of turn 18 (for example, 50 m), and after contacts 25 enter the connection with turn 18 (after they pass the gap ) the capacitor is finally recharged to the voltage e necessary for the subsequent discharge. When the TDZ moves from left to right, contacts 26 are used, with the position of the switches 27, 28 shown by a dotted line. The current stabilization in the described circuit corresponds to case "C" in Fig.16.

Таким образом, ТДЗ согласно предлагаемому изобретению позволяет непрерывно питать движущийся замкнутый проводник постоянным (или изменяемым по заданному закону) током от локализованных неподвижных ТПС, причем массово-энергетические характеристики ТДЗ могут незначительно отличаться от таковых для " простого (неподвижного) витка". Thus, the TDZ according to the invention makes it possible to continuously supply a moving closed conductor with a constant (or variable according to a given law) current from localized fixed TPNs, and the mass-energy characteristics of the TDZ may slightly differ from those for a "simple (fixed) turn".

Предлагаемое изобретение не ограничено вышеописанными частными вариантами его реализации, но допускает различные модификации в рамках сущности изобретения, изложенной в приводимой патентной формуле. The present invention is not limited to the above particular embodiments, but allows various modifications within the spirit of the invention set forth in the patent claims.

Claims

1. A current-carrying dynamic link comprising an electrical conductor connected to current-carrying means located along a geometrically closed circuit and driven relative to said means, characterized in that the electrical conductor is made in the form of at least two current buses electrically connected to each other by at least one current jumper, the place of electrical connection of which with one of the buses is offset along the arc of the specified closed loop relative to the place of electrical connection I have this jumper with another bus, and these buses are made with the possibility of connecting to current-carrying means with different electrical potentials for each bus.

2. The link according to claim 1, characterized in that the electrical connection to the busbars of each current jumper is offset relative to each other along an arc of 360 ^o .

3. The link according to claim 1 or 2, characterized in that it contains a dielectric base in the form of a geometrically closed circuit, and the electrical conductor is fixedly connected to the specified base, and one or more current jumpers are made inside this base.

4. Link under item 3, characterized in that the dielectric base is made in the form of a tape, and the current busbars are arranged in pairs from mutually opposite sides of the tape.

5. The link according to any one of paragraphs. 1 to 4, characterized in that it is equipped with power-consuming loads installed on it, connected in parallel and / or in series to the electrical conductor.

6. A current-carrying dynamic link containing an electrical conductor connected to current-carrying means located along a geometrically closed circuit and set in motion relative to said means, characterized in that the electrical conductor is made in the form of a spiral with more than one turn, and the connection points of the current-carrying means to the electric conductor are pairwise different electric potentials are displaced for each pair of these means along the spiral to a distance greater than the distance between the indicated places is connected I along the geometric contour level.

7. The link according to claim 6, characterized in that the electrical conductor is made in the form of a two-turn spiral, the first turn of which forms the external conductive region of the link, and the second turn the internal conductive region of the link, and these regions are made with the possibility of connecting to the current-carrying means with different for each from areas of electrical potentials.

8. The link according to claim 7, characterized in that it contains a dielectric base in the form of a closed tape, and the electric conductor is made in the form of electrically conductive coatings of the outer and inner surfaces of the tape, electrically connected to each other through the gap zone of the coatings of these surfaces, formed in the region of the ends of the spiral .

9. The link according to any one of paragraphs. 6 8, characterized in that it is equipped with a means of smoothing the ripple of the current included between the turns of the spiral and made according to the scheme of the capacitor.

10. Link according to any one of paragraphs. 6 to 9, characterized in that it is equipped with power-consuming loads installed on it, connected in parallel and / or in series to the electrical conductor.