飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的製作方法
2023-07-18 05:12:46
專利名稱：飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的製作方法
技術領域：
此項發明屬磁懸浮技術領域，與現有磁懸浮技術不同的是，現有的是電磁懸浮，而此項發明是永磁懸浮，現有的是反向相吸產生懸浮力，而此項發明是正向相斥產生懸浮力。並且所有永磁和永電組合磁軌都採用相斥方式，這樣克服了兩極相吸產生的強大吸引力，比現有電磁懸浮技術節能90%以上，磁汙染大大減少，運行成本降低。
背景技術：
目前世界各國的軍民用機場都是在跑道上滑行起飛。這樣非常耗油，又易受天氣因素的影響。此項發明「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」在飛機起飛過程中將節約大量燃油。 用「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」彈射ー架200噸重的飛機，用電成本不到人民幣30元，一個每天有400架左右飛機起飛的機場，用該技術，一兩個月節約的燃油費用可收回全部投資。
發明內容
本發明是為了克服現有技術的缺點，提供一個可供所有機場使用飛機快速起飛的永磁懸浮電磁彈射平臺，可節約一切飛機起飛過程中消耗的大量燃油。本發明是為了克服現有技術的缺點，減少飛機起飛過程中的巨大能量損耗。為實現以上目標本發明的技術方案在機場跑道的ー邊挖ー溝槽，基礎邊牆牢固，在邊牆的上下適宜位置各建兩條永磁軌道。圖4中6、18，在邊牆的ー邊建一條無線供電發射裝置，每隔15米ー套，作用距離前後各5米，向20米長的「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」上的伍套等距無線接收裝置能持續供電，圖2中16。溝槽底部建兩條主力永磁軌道與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺兩翼下方對應永磁相斥圖2中11。做到每米10噸的斥力及浮力。計200噸浮力。邊牆兩邊上下各兩組磁軌，與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺兩翼對應磁軌相斥，斥力平衡，起「平臺」的導向穩定作用。四組永電組合磁軌，圖2中5、8、19，上兩組是正向相斥圖2中5、8，下兩組是反向相斥圖2中19，但作用是相反的。上兩組是補充兩條主力磁軌浮力之不足，下兩組是抵消浮力大了的作用。測距探頭7及自動控制系統2。據平臺與導軌的距離判斷是該向那兩組永電組合磁軌供電供多少，以達到力的平衡，解決所彈射飛機的不同重量及磁力衰減問題。兩組対稱的直線電機通過遙控技術啟動，加速和制動可據程序自動完成。輕易完成飛機的彈射任務後飛機永磁懸浮電磁彈射平臺自動返回歸位。用非磁性材料的不鏽鋼板及骨架做成如圖2所示的平臺長20米左右，上寬6米，下寬4米，高6米。導軌長同機場跑道，上寬3. 5米，下寬2米，高5米。用稀土強力永久磁鐵正向相斥作浮力，每米浮力10噸左右，總浮力200噸左右，用永電組合磁鐵和測距探頭及自動控制系統解決所彈射不同種類和輕重大小不等的飛機所需的不同浮力，也包括時間長了，永久磁鐵磁力衰減的問題。飛機永磁懸浮電磁彈射平臺須與導軌組合才能產生浮力，單是飛機永磁懸浮電磁彈射平臺是不會產生任何浮力和驅動カ的。
用稀土強力永久磁鐵正向相斥作浮力，用直線電機作驅動カ的飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，它的特點是結構簡單，因無接觸30-50年可免維修。啟動迅速彈射可靠，理論上，是100%的成功率，並且成本非常低，彈射ー架飛機(50-200噸)用電成本不到人民幣30元，因它只能有1-2分鐘左右的用電時間，一個小時可彈射20多架飛機，考慮到提速快了，旅客的舒適性，飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的速度應與飛機起飛的速度基本一致，導軌的長度與機場跑道基本相等。用電功率在1000-2000千瓦左右。永久磁鐵作用距離有限，不會對飛機的電器產生不利影響，並且有意將主要強磁鐵安在了兩翼的最下方，距離較遠，距飛機上電器十米以上，更能保證飛機安全。圖2,是飛機永磁懸浮電磁彈射平臺和導軌及導軌槽、基礎的剖面圖。飛機永磁懸浮電磁彈射平臺由兩組正向相斥強力稀土永久磁鐵產生浮力，圖2中11，每米10噸浮力，20米飛機永磁懸浮電磁彈射平臺兩翼共產生200噸浮力。由圖2中5、8、19、2、4組成的永 電組合磁鐵及自動控制系統和測距探頭等解決飛機大小輕重不同及磁力衰減的問題，以達到浮力的平衡。以此來適應飛機永磁懸浮電磁彈射平臺對各種類型飛機的需求。從1-200噸均可輕易彈射。同時將保證導軌與彈射平臺間的距離始終在12-16毫米內，以利飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的平穩運行。例如需彈射50噸重的飛機，平臺自重100噸，相斥兩組永久磁鐵11在相距15毫米處設200噸斥力，即它的浮力是200噸，浮力大了 50噸，由兩組19永電組合磁鐵產生50噸的反向斥力來抵消這大了的50噸浮力。反之，若需彈射的飛機是200噸，飛機永磁懸浮電磁彈射平臺自重100噸，兩組永磁11的浮力是200噸，差100噸浮力，因浮力不夠，平臺與導軌間的距離縮短，測距探頭將信息傳入自動控制系統，自動控自系統立即向永電組合磁鐵5的電磁線圈輸入大小相應電流,使永電組合兩組磁鐵5、8產生100噸斥力，以彌補浮力的不足，使之達到カ平衡，這ー過程須在幾十分之一秒內完成。導向表面上看，導向只由四組相斥永久磁鐵圖2中6、18承擔，實際上，兩組直線電機圖2中9、10產生的強大推力都對稱地作用在導軌上都有導向功能。
驅動和制動直線電機圖2中9、10的驅動，據驗證它的啟動和提速性均好，在一兩分鐘的時間內使飛機永磁懸浮電磁彈射平臺達到時速肆佰公裡左右是沒有問題的。完成彈射任務，立即輸入反向電流迅速制動17和歸位。飛機送入彈射平臺時由17制動，它的輪胎前後須在飛機永磁懸浮電磁彈射平臺上設自動擋板24，以固定飛機，彈射時自動退出，因需適應各類飛機，可設適應各類飛機的不同距離的擋板，或用一組可調距的擋板來適應大小不等的飛機。
圖I為飛機場略圖,2機場跑道,3塔臺,4飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，5導軌槽,6導軌，7制動。圖2飛機永磁懸浮電磁彈射平臺及導軌槽、邊牆、基礎的剖面圖，I飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，2自動控制系統，3導軌，4聯接線，5相斥電磁鉄，6相斥永久磁鐵，7測距探頭，8相斥永久磁鐵，9定子線圈，10驅動磁體，11相斥永久磁鐵，12基礎，13機場跑道，14水溝，15混凝土邊牆，16無線供電系統,17制動，18相斥永久磁鐵,19相斥永電組合磁鐵,20鋼筋混凝土，21滑軌滑槽，22穩定翼，24擋板，5、8是永電組合磁鉄。
圖3是圖2的分解圖，將圖2分解為三部分，上圖是飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，中圖是導軌，下圖導軌槽，邊牆和基礎，這樣更直觀ー些，圖上所示同圖2。I飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，2自動控制系統，3導軌，4聯接線，5相斥電磁鉄，6相斥永久磁鐵，7測距探頭，8相斥永久磁鐵，9定子線圈，10驅動磁體，11相斥永久磁鐵，12基礎，13機場跑道，14水溝，15混凝土邊牆，16無線供電系統,17制動，18相斥永久磁鐵,19相斥永電組合磁鐵,20鋼筋混凝土，21滑軌滑槽，22穩定翼，24擋板，5、8是永電組合磁鉄。圖4是基礎的俯視圖，能看清主力永久磁鐵11和水溝14的布局，20是鋼筋混凝土，11是主力永磁軌，14水溝，3導軌圖5是導軌槽兩邊牆體的側視圖，可看清永久磁鐵6、18和無線供電系統16，供電電纜23的布局。6、18是邊牆上下的永磁軌道，16無線供電系統，23供電電纜飛機永磁懸浮電磁彈射平臺各條磁軌與導軌、邊牆、基礎的磁軌對應都是相 斥。
具體實施例方式飛機永磁懸浮電磁彈射平臺沿機場跑道的ー邊挖8X8米的溝槽，長度與機場跑道相等，基礎為兩米左右的鋼筋混凝土(視土質情況而定)，牆體I米厚的鋼筋混凝土、安裝好邊牆兩邊上下各條磁軌，與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺各對應磁軌相斥起導向作用。按圖2，導軌的剖面做好導軌，上寬3. 5米，下寬2米，高5米。表面與跑道水平。長度與飛機跑道等長。精準地安裝好各條磁軌。導軌需安裝在基礎的正中間，做好水溝。飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，按圖2的剖面做成長20米，上寬6米，下寬4米，高6米的飛機永磁懸浮電磁彈射平臺。與導軌、基礎、邊牆的各磁軌的間距在12毫米左右，直線電機定子線圈與驅動磁體的間距按直線電機的要求。導軌槽的長度比導軌長22米，方便將做好的飛機永磁懸浮電磁彈射平臺用吊車放入導軌槽。安裝時飛機永磁懸浮電磁彈射平臺需通電，由吊車將飛機永磁懸浮電磁彈射平臺送入導軌，調試好自動控制系統，即可彈射飛機。飛機彈射時僅需兩人操作，飛機自動到飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，一人對準位置固定飛機，一人起動直線電機，直線電機按設計好的勻加速運動提供電流，只需按鍵即可，彈射平臺提速到飛機起飛速度，自動斷電，制動系統工作後，輸入反向電流。固定飛機的擋扳動解除，飛機射出加力起飛。飛機上平臺時應點火起動，只是不必用大的推力，以防射出時點火不即時造成事故。邊牆可參照圖3下圖製作，每隔15米安一無線供電系統向飛機永磁懸浮電磁彈射平臺供電。導軌用鋼筋混凝土製作，堅固耐用熱變形小，又經濟，參照圖3中圖。安裝好各條磁軌及驅動磁體與定子線圈對應，上下各兩條磁軌與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的電磁鐵對應都是相斥，下面兩組永電組合磁鐵19與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺是反向相斥，解決浮カ大於荷載的問題。上兩組永電組合磁鐵8、5是正向相斥，解決浮力不夠，加以補充浮力的問題。圖3上圖是飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的剖面圖，按圖做好飛機永磁懸浮電磁彈射平臺框架，可按500噸的荷載進行力學設計，安裝好各對應磁軌及定子線圈9，測距探頭7和自動控制系統2，及聯接各電磁線圈和電源接收系統的線路4、11是與基礎對應的主力磁軌相斥產生浮力。圖2圖3中21是滑軌滑槽，因本發明的所有磁軌都是相斥，為增加穩定性，特設21兩條滑軌滑槽，它們須用硬度高、耐高溫、摩擦力小的金屬製作。它們之間的距離在10毫米以內。為了減小空氣阻力「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」的兩翼和「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」的前端都必須做成紡錘型，並且必須平分前方空氣，以達穩定。為此，必須作做風洞試驗，條件允許可做全尺寸風洞試驗。飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，按模塊化設計，方便運輸製作和安裝，由エ廠製作好的模塊運到現場組裝好即可。由エ廠製作精度可輕易達標。邊牆、導軌和基礎的混凝土澆注模型易變形，難以達到安裝在邊牆、導軌和基礎裡各條永磁軌道的精度要求，模型製作時把各磁軌的餘量留大一點，待混凝土澆注完後再安裝各條永磁軌道，精度達標後固定，澆注混凝土。各條永久磁鐵軌道的永久磁鐵塊須用塗料加以防護，以延長永久磁鐵的使用壽命。防護塗料最好有保溫隔熱功能，這樣永久磁鐵較少受溫度變化的影響，更能延長工作時間。特別是導軌表面的兩條永磁軌道，因長時間暴露在陽光下，必須有效的保溫隔熱，設計時須考慮方便地更換。還有ー種方案是取消導軌上面圖2中5、8的兩條永電組合磁軌。它的功能由永電組合磁軌19改變電流方向由相斥變為相吸，以彌補浮力的不足。這樣投資可節省ー些。 但將増大直線電機的負荷，它須增加克服這種相吸磁鐵的吸力。投資減少，運行費用増大。
權利要求
1.此項發明是用利用強力稀土永久磁鐵正向相斥作懸浮力。用永電組合，測距探頭與自動系統組成調節浮力的大小，解決飛機的輕重，和磁力衰減等問題，用永久磁鐵相斥導向，用直線電機作驅動的飛機永磁懸浮電磁彈射平臺。
在機場跑道的ー邊挖ー溝槽，基礎邊牆牢固，在邊牆的上下適宜位置各建兩條永磁軌道。圖2中6、18，在邊牆的ー邊建一條無線供電發射裝置，每隔15米ー套，作用距離前後各5米，向20米長的「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」上的伍套等距無線接收裝置能持續供電圖，2中16。溝槽底部建兩條主力永磁軌道與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺兩翼下方對應永磁相斥圖2中11。做到每米10噸的斥力及浮力。計200噸浮力。邊牆兩邊上下各兩組磁軌，與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺兩翼對應磁軌相斥，斥力平衡，起「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」的導向穩定作用。四組永電組合磁軌，圖2中5、8、19，上兩組是正向相斥圖2中.5、8，下兩組是反向相斥圖2中19，但作用是相反的。上兩組是補充兩條主力磁軌浮力之不足，下兩組是抵消浮力大了的作用。測距探頭7及自動控制系統2。據飛機永磁懸浮電磁彈射平臺與導軌的距離判斷是該向那兩組永電組合磁軌供電供多少，以達到力的平衡，解決所彈射飛機的不同重量及磁力衰減問題。兩組對稱的直線電機通過遙控技術啟動，加速和制動可據程序自動完成。輕易完成飛機的彈射任務後飛機永磁懸浮電磁彈射平臺自動返回歸位。
2.飛機永磁懸浮電磁彈射平臺沿機場跑道的ー邊挖8X8米的溝槽，長度與機場跑道相等，基礎為兩米左右的鋼筋混凝土(視土質情況而定)，牆體I米厚的鋼筋混凝土，安裝好邊牆兩邊上下各條磁軌，與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺各對應磁軌相斥起導向作用。按圖.2，導軌的剖面做好導軌，上寬3. 5米，下寬2米，高5米。表面與跑道水平。長度與飛機跑道等長。精準地安裝好各條磁軌。導軌需安裝在基礎的正中間，做好水溝。飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，按圖2的剖面做成長20米，上寬6米，下寬4米，高6米的飛機永磁懸浮電磁彈射平臺。與導軌、基礎、邊牆的各磁軌的間距在12毫米左右，直線電機定子線圈與驅動磁體的間距按直線電機的要求。導軌槽的長度比導軌長22米，方便將做好的平臺用吊車放入導軌槽。安裝時飛機永磁懸浮電磁彈射平臺需通電，由吊車將飛機永磁懸浮電磁彈射平臺送入導軌，調試好自動控制系統，即可彈射飛機。飛機彈射時僅需兩人操作，飛機自動到飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，一人對準位置固定飛機，一人起動直線電機，直線電機按設計好的勻加速運動提供電流，只需按鍵即可，彈射平臺提速到飛機起飛速度，自動斷電，制動系統工作後，輸入反向電流。固定飛機的擋扳動解除，飛機射出加力起飛。飛機上平臺時應點火起動，只是不必用大的推力，以防射出時點火不即時造成事故。
邊牆可參照圖3下圖製作，每隔15米安一無線供電系統向平臺供電，及邊牆兩邊上下各兩條永磁軌道圖3中6、18，導軌用鋼筋混凝土製作堅固耐用熱變形小，又經濟，參照圖3中圖。安裝好各條磁軌及驅動磁體與定子線圈對應，上下各兩條磁軌與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的電磁鐵對應，都是相斥。下面兩組19與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺是反向相斥，解決浮力大於荷載的問題。上兩組8、5是正向相斥，解決浮力不夠，加以補充浮力的問題。圖3上圖是飛機永磁懸浮電磁彈射平臺的剖面圖，按圖做好飛機永磁懸浮電磁彈射平臺框架，可按500噸的荷載進行力學設計，安裝好各對應磁軌及定子線圈9，測距探頭7和自動控制系統2，及聯接各電磁線圈和電源接收系統的線路4、11是與基礎對應的主力磁軌相斥產生浮力。圖2圖3中21是滑軌滑槽，因本發明的所有磁軌都是相斥，為增加穩定性，特設21兩條滑軌滑槽，它們須用硬度高、耐高溫、摩擦力小的金屬製作。它們之間的距離在10毫米以內。為了減小空氣阻力「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」的兩翼和「飛機永磁懸浮電磁彈射平臺」的前端都必須做成紡錘型，並且必須平分前方空氣，以達穩定。為此，必須做風洞試驗，條件允許可作全尺風洞試驗。
飛機永磁懸浮電磁彈射平臺，按模塊化設計，方便運輸製作和安裝，由エ廠製作好的模塊運到現場組裝好即可。由エ廠製作精度可輕易達標。
邊牆、導軌和基礎的混凝土澆注模型易變形，難以達到安裝在邊牆、導軌和基礎裡各條永磁軌道的精度要求，模型製作時把各磁軌的餘量留大一點，待混凝土澆注完後再安裝各條永磁軌道，精度達標後固定，澆注混凝土。各條永久磁鐵軌道的永久磁鐵塊須用塗料加以防護，以延長永久磁鐵的使用壽命。防護塗料最好有保溫隔熱功能，這樣永久磁鐵較少受溫度變化的影響，更能延長工作時間。特別是導軌表面的兩條永磁軌道，因長時間暴露在陽光下，必須有效的保溫隔熱，設計時須考慮方便地更換。
還有ー種方案是取消導軌上面圖2中5、8的兩條永電組合磁軌。它的功能由永電組合磁軌19改變電流方向由相斥變為相吸承擔，以彌補浮力的不足。這樣投資可節省ー些。但將増大直線電機的負荷，它須增加克服這種相吸磁鐵的吸力。投資減少，運行費用増大。
從屬權利 例如需彈射50噸重的飛機，飛機永磁懸浮電磁彈射平臺自重100噸，相斥兩組永久磁鐵11在相距15毫米處設200噸斥力，即它的浮力是200噸，浮力大了 50噸，由兩組19永電組合磁鐵產生50噸的反向斥力來抵消這大了的50噸浮力。反之，若需彈射的飛機是200噸，飛機永磁懸浮電磁彈射平臺自重100噸，兩組永磁11的浮力是200噸，差100噸浮力，因浮力不夠，平臺與導軌間的距離縮短，測距探頭將信息傳入自動控制系統，自動控自系統立即向永電組合磁鐵5的電磁線圈輸入大小相應電流，使永電組合兩組磁鐵5、8產生100噸斥力，以彌補浮力的不足，使之達到カ平衡，這ー過程須在幾十分之一秒內完成。
全文摘要
此項發明屬磁懸浮技術領域。它的主要特點是用兩組稀土強力永久磁鐵相斥作浮力11，用四組永電組合磁鐵相斥及測距探頭與自動化系統解決飛機的輕重及磁力衰減以匹配浮力的平衡5、8、19、2、4。四組相斥永久磁鐵設在邊牆與飛機永磁懸浮電磁彈射平臺(以下簡稱「平臺」)兩翼之間及直線電機的強大推力對稱地作用於導軌兩側，解決導向、驅動穩定等功能6、18、9、10，圖2所示以上各組磁鐵和直線電機都對稱地安裝在邊牆、導軌上平臺兩翼的下方的永久磁鐵與基礎的磁軌相斥形成，每米十噸左右的浮力，平臺一般設計長二十米左右，平臺總浮力達兩佰噸，可彈射二佰噸重量的飛機，可節約90％以上飛機起飛時所耗的燃油。
文檔編號B64F1/06GK102689694SQ201210162700
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者田太康 申請人:田太康