Способ запуска летательного аппарата с помощью стартовой тележки с электро-магнитным приводом

 

Изобретение относится к авиации, а именно к способам запуска летательных аппаратов с помощью стартовой тележки с электромагнитным приводом. Целью изобретения является снижение нагрузки на привод тележки за счет исключения бросков тока при реверсировании фаз статора. Для этого при торможении тележки включают реверсирование фаз статора линейного электродвигателя при отключенном напряжении на статоре, причем в процессе реверсирования подают на тележку тормозной реактивный тяговый импульс. 1 ил.

Изобретение относится к авиакосмическим транспоpтным системам, в которых летательные аппараты запускаются со стартовой тележки, приводимой в движение установленным на тележке линейным электродвигателем.

Известен способ торможения стартовой тележки, имеющей электромагнитную связь со стационарно установленным на горизонтальном стартовом комплексе разгонным движителем, основанный на том, что при достижении взлетной скорости и отделении аппарата от тележки последнюю тормозят сжатием рабочей среды движителя [1] Недостаток этого способа в том, что для его реализации требуется устройство сложной конструкции, с большой материалоемкостью.

Известен способ запуска ЛА с помощью стартовой тележки с электромагнитным приводом, включающий торможение тележки путем реверсирования фаз статора линейного электродвигателя (что изменяет направление бегущего электромагнитного поля в стартовой системе на противоположное) [2] Недостатком этого способа являются высокие динамические нагрузки на электромеханическую часть тележки, вызываемые броском тока в линейном электродвигателе при реверсировании фаз статора.

Целью изобретения является снижение указанной нагрузки за счет исключения бросков тока при реверсировании фаз статора.

Цель достигается тем, что в способе запуска ЛА с помощью стартовой тележки с электромагнитным приводом, включающем разгон тележки до взлетной скорости ЛА, торможение тележки путем реверса тяги, перед последней операцией отключают электропитание привода, изменяют направление электромагнитного поля на противоположное, для чего переключают фазы питания системы генерирования поля и одновременно сообщают тележке тормозной реактивный импульс, после чего вновь включают электропитание привода.

На чертеже приведена схема авиакосмической стартовой системы с установленным на ней космическим аппаратом. На разгонно-тормозной полосе 1 (неподвижной путевой структуре) установлена стартовая тележка 2, на которой смонтирован с возможностью отделения летательный аппарат (воздушно-космический самолет) 3. Разгоняется тележка посредством линейного электродвигателя, включающего статор 4, который уложен вдоль полосы 1, и сверхпроводящие магниты 5, которые размещены на тележке. Для торможения тележки после взлета аппарата 3 на ней установлен реактивный двигатель 6, ориентированный сверхзвуковым соплом по направлению разгона тележки.

Способ осуществляется следующим образом. Посредством линейного электродвигателя стартовую тележку 2 с самолетом 3 разгоняют до необходимой скорости (порядка 0,8 м), после чего самолет от нее отделяется и совершает взлет (на тяге собственных бортовых двигателей). Одновременно начинается торможение стартовой тележки, для чего отключают напряжение от статора 4 и посредством тормозного реактивного двигателя 6 подают на тележку 2 обратный тяговый импульс, реверсируют фазы статора, после чего подают на него напряжение. В результате этого создается обратно бегущее магнитное поле, тормозящее тележку до полного ее останова.

Реверсирование фаз статора при отключенном напряжении на нем исключает броски тока и связанные с ними динамические нагрузки на электромеханическую часть тележки. Однако этому положительному эффекту сопутствует нежелательное увеличение тормозного пути из-за пробега тележки за те несколько секунд, которые уходят на реверсирование фаз при отключенном напряжении: при указанном выше типичном значении взлетной скорости 0,8 м инерционный пробег тележки исчисляется сотнями метров. Чтобы исключить это нежелательное явление, в предлагаемом способе предусмотрена подача реактивного тормозного импульса в процессе реверсирования фаз статора. Для указанной цели наиболее эффективно использование твердотопливного двигателя, который характеризуется конструктивной и эксплуатационной простотой, дешевизной, малой массой и быстродействием: от команды на включение до выхода на режим проходит всего 0,1 с. Очевидно, что тормозной двигатель можно включить с соответствующим опережением относительно отключения напряжения от статора, как и продлить работу тормозного двигателя на весь период торможения тележки с тем, чтобы дополнить магнитную тормозящую силу реактивной.

Формула изобретения

СПОСОБ ЗАПУСКА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОМОЩЬЮ СТАРТОВОЙ ТЕЛЕЖКИ С ЭЛЕКТРО-МАГНИТНЫМ ПРИВОДОМ, включающий разгон тележки до взлетной скорости летательного аппарата, торможение тележки путем реверса тяги, отличающийся тем, что перед торможением тележки отключают электропитание привода, изменяют направление электромагнитного поля на противоположное, для чего переключают фазы питания системы генерирования поля и одновременно сообщают тележке тормозной реактивный импульс, после чего вновь включают электропитание привода.

РИСУНКИ

Рисунок 1