RU2162812C2 - Устройство линейного электромагнитного движителя - Google Patents
Устройство линейного электромагнитного движителя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162812C2 RU2162812C2 RU98122730A RU98122730A RU2162812C2 RU 2162812 C2 RU2162812 C2 RU 2162812C2 RU 98122730 A RU98122730 A RU 98122730A RU 98122730 A RU98122730 A RU 98122730A RU 2162812 C2 RU2162812 C2 RU 2162812C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic circuit
- sides
- earth
- working
- magnetic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам управления искусственными спутниками Земли с использованием магнитного поля Земли. Замкнутый магнитопровод ромбовидной формы с отсеченными острыми углами является концентратором вертикальной составляющей магнитного поля Земли. Концентратор выполнен из полос ферромагнитного материала с расположением плоскости ромба перпендикулярно направлению полета, а большой оси - вдоль бинормали к орбите. Узкие пазы расположены вдоль полос магнитопровода равномерно по его ширине. Рабочие стороны прямоугольных рабочих обмоток размещены в пазах на участках магнитопровода, замыкающих отсеченные острые углы ромба, а другие стороны охватывают полосы магнитопровода. Стороны витков, противоположные рабочим, расположены вне магнитопровода. При протекании по ним постоянного тока создается внешняя сила вдоль направления полета, знак которой определяется направлением тока. Отличие устройства заключается в том, что одна из сторон прямоугольных витков расположена в концентраторе магнитного поля Земли. Данный движитель характеризуется повышенными значениями развиваемой силы тяги. 2 ил.
Description
Изобретение относится к системам управления искусственными спутниками Земли (ИСЗ) с использованием магнитного поля Земли Б64G132.
2. Уровень техники.
Известны устройства для создания внешних управляющих моментов, действующих на ИСЗ, с помощью электромагнитов, взаимодействующих с магнитным полем Земли, используемых в системах ориентации ИСЗ (см. авторское свидетельство СССР N 579740 от 14 июля 1977 г. с приоритетом от 1 марта 1963 г.). Устройства для создания внешних линейных сил (тяги) за счет взаимодействия с магнитным полем Земли, работающие без выброса (расхода) рабочего тела, неизвестны. Таким образом, устройство линейного электромагнитного движителя (ЛЭМД), предназначенное для создания линейной внешней силы (тяги) за счет взаимодействия с магнитным полем Земли, не имеет прототипов и является пионерским.
3. Сущность изобретения.
3.1. Назначение ЛЭМД.
Устройство ЛЭМД предназначено для создания внешней линейной силы, действующей на ИСЗ, ориентируемый в орбитальной системе координат и выводимый на полярную или наклонную орбиту с высотой до 2500 - 3000 км от Земли. ЛЭМД может быть использован для компенсации сил лобового сопротивления среды и для регулирования положения ИСЗ на орбите.
3.2. Описание конструкции ЛЭМД.
ЛЭМД состоит из замкнутого магнитопровода ромбовидной формы с обрезанными и закругленными острыми углами, выполненного из широких тонких (толщиной δм ) полос магнитомягкого ферромагнитного материала. Магнитопровод располагается на ИСЗ в вертикальной плоскости YoZ, перпендикулярной направлению полета. При этом большая ось ромба направлена вдоль бинормали к орбите, а малая ось ромба направлена вдоль местной вертикали (см. фиг.1).
Части магнитопровода, располагаемые вдоль "отрезанных" частей ромба, будем называть вертикальными (ВМ), а остальные части - наклонными (НМ) или концентраторами внешнего магнитного поля (КВП).
Вдоль всего магнитопровода, равномерно по его ширине, расположены узкие пазы (шириной δп ). В пазах вертикальных частей магнитопровода размещены рабочие обмотки (РО), по которым пропускается постоянный ток Iр (рабочий).
Ток во всех витках рабочих обмоток в пределах пазов обоих вертикальных частей магнитопровода течет в одну сторону. Части витков рабочих обмоток, располагаемые вне паза, обхватывают вертикальный магнитопровод с боковой стороны (см. фиг.2).
Такая конструкция обеспечивает практически полное отсутствие в магнитопроводе магнитных потоков, создаваемых токами в рабочих обмотках.
Расположенный на ИСЗ в плоскости, перпендикулярной направлению полета (указано стрелкой НП на фиг.1), магнитопровод ЛЭМД с высотой hМАКС и длиной L состоит из наклонных частей (поз. 1 фиг. 1) и вертикальных частей (поз. 2 фиг. 1).
На вертикальных частях магнитопровода с высотой hМИН размещены рабочие обмотки (поз. 3 фиг. 1).
Для сохранения требуемой ромбовидной формы магнитопровода используются немагнитные крепежные детали (поз. 4 фиг. 1).
Для сохранения расстояния между отдельными полосами используются специальные узлы крепления полос (поз. 5 фиг. 1). Поперечный разрез (по A-A) узла крепления полос приведен на поз. 1, фиг. 2.
Для образования замкнутого магнитопровода из отдельных ферромагнитных полос используются специальные узлы сочленения (поз. 6 фиг. 1). Продольный и поперечный разрезы узла сочленения (по B-B и D-D) приведены на поз. 2 и 3 фиг. 2.
Узел сочленения состоит из двух немагнитных цилиндрических спиц (поз. 3.1 фиг. 2), двух зажимающих пластин (поз. 3.2 фиг. 2) и немагнитных болтовых соединений (поз. 3.3 фиг. 2).
Рабочие обмотки, показанные на разрезах E-E и F-F (поз. 4 фиг. 2), располагаются на каркасе из изоляционного материала, состоящем из двух частей (поз. 5 фиг. 2), между которыми размещаются пластины вертикальных частей магнитопровода (поз. 6 фиг. 2). Расположение всех приведенных на фиг.2 разрезов показано на общем виде ЛЭМД (фиг. 1).
Вдоль всего магнитопровода расположены несколько узлов крепления полос магнитопровода и два узла сочленения частей магнитопровода. В местах сочленения частей магнитопровода обеспечивается хороший магнитопроводящий контакт.
3.3. Описание принципа работы ЛЭМД.
При полете ИСЗ по полярной или наклонной орбите в высоких широтах (более 50o северной или южной широты) существенная составляющая вектора магнитного поля Земли (МПЗ) в точке расположения ИСЗ направлена вдоль местной вертикали (Bоп). В процессе полета ИСЗ при расположении ЛЭМД на ИСЗ, как указано в разделе 3.2, наклонные части магнитопровода пересекают вертикальную составляющую МПЗ и магнитное поле проходит, в значительной части, по магнитопроводу, и лишь малая часть попадающего на наклонный магнитопровод магнитного потока проходит сквозь пространство между двумя наклонными частями магнитопровода.
При величине магнитного потока, проходящего по магнитопроводу, равной kФon, где Фon - магнитный поток, попадающий на внешнюю поверхность магнитопровода; k - коэффициент полезного использования внешнего магнитного потока (k<1):
Bвм = kBon·L/ 2δм (1)
где Bвм - магнитная индукция в вертикальной части магнитопровода,
Bon - вертикальная составляющая магнитной индукции внешнего магнитного поля,
L - длина магнитопровода (вдоль большой оси ромба).
Bвм = kBon·L/ 2δм (1)
где Bвм - магнитная индукция в вертикальной части магнитопровода,
Bon - вертикальная составляющая магнитной индукции внешнего магнитного поля,
L - длина магнитопровода (вдоль большой оси ромба).
При движении ЛЭМД вместе с ИСЗ вдоль орбиты магнитные силовые линии внешнего поля, перемещаясь поперек магнитопровода, пересекают проводники с током, размещенные в пазах вертикальных частей магнитопровода.
За счет взаимодействия тока в обмотке (Iр) с внешним магнитным полем проводники в пазах испытывают воздействие силы Fраб, равной
Fраб = Bвм·Iр·Wр· δм = kBon·L/2·Iр·Wр (2)
где Wр - число витков рабочей обмотки.
Fраб = Bвм·Iр·Wр· δм = kBon·L/2·Iр·Wр (2)
где Wр - число витков рабочей обмотки.
Стороны витков, находящиеся вне магнитопровода и параллельные частям витков, находящихся в пазах вертикального магнитопровода, испытывают от взаимодействия с внешним полем силу, противодействующую рабочей - Fпр, равную
Fпр = -Bon·Iр·Wр·вро (3)
где вро - ширина рабочей обмотки.
Fпр = -Bon·Iр·Wр·вро (3)
где вро - ширина рабочей обмотки.
При этом полезная сила, развиваемая одной обмоткой, будет равна
Fпол.о = Fраб - Fпр (4)
Полезная сила, развиваемая ЛЭМД,
Fпол. = 2Fпол.о = 2kBon·Iр·Wр·(L/2 - вро/k) (5)
Так, при L = 1,5 м; I = 4 А; W = 600; Bon = 0,35·10-4 Тл; k = 0,95 и, задаваясь Вро = 40 мм
4. Перечень фигур
4.1. Фиг. 1. Линейный электромагнитный движитель ЛЭМД. Общий вид.
Fпол.о = Fраб - Fпр (4)
Полезная сила, развиваемая ЛЭМД,
Fпол. = 2Fпол.о = 2kBon·Iр·Wр·(L/2 - вро/k) (5)
Так, при L = 1,5 м; I = 4 А; W = 600; Bon = 0,35·10-4 Тл; k = 0,95 и, задаваясь Вро = 40 мм
4. Перечень фигур
4.1. Фиг. 1. Линейный электромагнитный движитель ЛЭМД. Общий вид.
4.2. Линейный электромагнитный движитель ЛЭМД. Разрезы.
5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления
Конструкция ЛЭМД, описанная выше, не содержит ничего, кроме магнитопроводов, выполненных из полос ферромагнитного материала и обмоток из изолированного медного провода. Указанные конструкции могут быть выполнены на любом электромашиностроительном заводе.
Конструкция ЛЭМД, описанная выше, не содержит ничего, кроме магнитопроводов, выполненных из полос ферромагнитного материала и обмоток из изолированного медного провода. Указанные конструкции могут быть выполнены на любом электромашиностроительном заводе.
Claims (1)
- Устройство линейного электромагнитного движителя, предназначенное для установки на ИСЗ, ориентируемом в орбитальной системе координат и выводимом на полярную или наклонную орбиту с высотой до 2500 - 3000 км, содержащее замкнутый магнитопровод ромбовидной формы с отсеченными острыми углами, являющийся концентратором вертикальной составляющей магнитного поля Земли и выполненный из полос ферромагнитного материала с расположением плоскости ромба перпендикулярно направлению полета, а большой оси ромба - вдоль бинорамли к орбите и расположением узких пазов вдоль полос магнитопровода равномерно по его ширине, прямоугольные рабочие обмотки из изолированного медного провода, рабочие стороны которых размещены в пазах на участках магнитопровода, замыкающих отсеченные острые углы ромба, а другие стороны охватывают полосы магнитопровода с расположением сторон витков, противоположных рабочим, вне магнитопровода и с возможностью создания при протекании по ним постоянного тока внешней силы вдоль направления полета, знак которой определяется направлением тока, отличающееся тем, что одна из сторон прямоугольных витков рабочей обмотки расположена в концентраторе магнитного поля Земли.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122730A RU2162812C2 (ru) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | Устройство линейного электромагнитного движителя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122730A RU2162812C2 (ru) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | Устройство линейного электромагнитного движителя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98122730A RU98122730A (ru) | 2000-09-27 |
RU2162812C2 true RU2162812C2 (ru) | 2001-02-10 |
Family
ID=20213497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98122730A RU2162812C2 (ru) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | Устройство линейного электромагнитного движителя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162812C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011061729A1 (en) | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Stenenko, Maria | Method of overcoming gravity and a flight vehicle for the implementation thereof |
RU2767573C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2022-03-17 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Электромагнитный космический двигатель |
-
1998
- 1998-12-16 RU RU98122730A patent/RU2162812C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Spenny C.H. и др. Field directed propulsion, AIAA Pap., 1994, N 2794, p.1-9. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011061729A1 (en) | 2009-11-17 | 2011-05-26 | Stenenko, Maria | Method of overcoming gravity and a flight vehicle for the implementation thereof |
RU2767573C1 (ru) * | 2021-03-22 | 2022-03-17 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф.Решетнёва» | Электромагнитный космический двигатель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3360220A (en) | Magnetohydrodynamic method and apparatus | |
US3706922A (en) | Linear comb-shaped synchronous motor | |
ATE227809T1 (de) | Magnetohydrodynamisches (mhd) umwandlungssystem von meeresströmungen | |
EP0500970B1 (en) | Thrust generator | |
JPH0349554A (ja) | リニアモータ | |
Zmood et al. | The influence of eddy currents on magnetic actuator performance | |
RU2162812C2 (ru) | Устройство линейного электромагнитного движителя | |
US3300663A (en) | Power transfer circuits | |
KR920010842B1 (ko) | 다극 자화장치 | |
RU2013229C1 (ru) | Электродинамический движитель | |
Yoshida et al. | 3-D FEM field analysis in controlled-PM LSM for Maglev vehicle | |
US11811289B2 (en) | Ocean current and tidal power electric generator | |
RU61484U1 (ru) | Униполярный многовитковый генератор постоянного тока с магнитным и электромагнитным самовозбуждением | |
RU98122730A (ru) | Устройство линейного электромагнитного движителя (лэмд) | |
Ravikumar et al. | Linear switched reluctance motor for High Speed Transit System | |
RU2216471C2 (ru) | Электромагнитный рельсовый тормоз | |
JP2007278265A (ja) | 高周波超伝導電磁エンジン | |
Bagegni et al. | Tubular linear induction motor for hydraulic capsule pipeline. II. Finite element method (FEM) maximum thrust design | |
RU2172279C1 (ru) | Устройство линейного электромагнитного движителя с разомкнутыми магнитопроводами | |
SE8502066L (sv) | Linjer stegmotor | |
D'Ovidio et al. | High speed propulsion system for UAQ4 magnetic levitating train | |
SU1130975A1 (ru) | Цилиндрический линейный асинхронный двигатель | |
JPH0440937B2 (ru) | ||
SU435622A1 (ru) | Способ создания магнитного поля | |
SU1029349A2 (ru) | Линейный двигатель посто нного тока |