| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2162812
ПРИСТРІЙ ЛІНІЙНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО рушія
Ім'я заявника: Біхман Рудольф Іонович
Ім'я винахідника: Біхман Рудольф Іонович
Ім'я патентовласника: Біхман Рудольф Іонович
Адреса для листування: 129085, Москва, пр. Миру 99, кв.36, Біхману Р.І.
Дата початку дії патенту: 1998.12.16
Винахід відноситься до систем управління штучними супутниками Землі з використанням магнітного поля Землі. Замкнуте магнітопровід ромбовидної форми з відрубаними гострими кутами є концентратором вертикальної складової магнітного поля Землі. Концентратор виконаний зі смуг феромагнітного матеріалу з розташуванням площині ромба перпендикулярно напрямку польоту, а великої осі - вздовж бинормали до орбіти. Вузькі пази розташовані вздовж смуг магнітопровода рівномірно по його ширині. Робочі боку прямокутних робочих обмоток розміщені в пазах на ділянках магнітопроводу, що замикають відсічені гострі кути ромба, а інші сторони охоплюють смуги муздрамтеатру. Сторони витків, протилежні робітникам, розташовані поза муздрамтеатру. При протіканні по ним постійного струму створюється зовнішня сила вздовж напрямку польоту, знак якої визначається напрямом струму. Відмінність пристрою полягає в тому, що одна зі сторін прямокутних витків розташована в концентраторі магнітного поля Землі. Даний рушій характеризується підвищеними значеннями розвивається сили тяги.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до систем управління штучними супутниками Землі (ШСЗ) з використанням магнітного поля Землі Б64G132.
Відомі пристрої для створення зовнішніх керуючих моментів, що діють на ШСЗ, за допомогою електромагнітів, що взаємодіють з магнітним полем Землі, що використовуються в системах орієнтації ШСЗ (див. Авторське свідоцтво СРСР N 579740 від 14 липня 1977 року з пріоритетом від 1 березня 1963 г.) . Пристрої для створення зовнішніх лінійних сил (тяги) за рахунок взаємодії з магнітним полем Землі, що працюють без викиду (витрати) робочого тіла, невідомі. Таким чином, пристрій лінійного електромагнітного рушія (ЛЕМД), призначене для створення лінійної зовнішньої сили (тяги) за рахунок взаємодії з магнітним полем Землі, не має прототипів і є піонерським.
ПРИЗНАЧЕННЯ ЛЕМД
Пристрій ЛЕМД призначене для створення зовнішньої лінійної сили, що діє на ШСЗ, орієнтується в орбітальній системі координат і виведений на полярну або похилу орбіту з висотою до 2500 - 3000 км від Землі. ЛЕМД може бути використаний для компенсації сил лобового опору середовища і для регулювання положення ШСЗ на орбіті.
Опис конструкції ЛЕМД
ЛЕМД складається з замкнутого магнітопровода ромбовидної форми з обрізаними і закругленими гострими кутами, виконаного з широких тонких (товщиною 
м) смуг магнітомягкого феромагнітного матеріалу. Магнитопровод розташовується на ШСЗ у вертикальній площині YoZ, перпендикулярної напрямку польоту. При цьому велика вісь ромба направлена вздовж бинормали до орбіти, а мала вісь ромба направлена вздовж місцевої вертикалі (див. Фіг.1).
Частини муздрамтеатру, розташовувані вздовж "відрізаних" частин ромба, будемо називати вертикальними (ВМ), а в інших частинах - похилими (НМ) або концентраторами зовнішнього магнітного поля (КВП).
Уздовж всього магнітопровода, рівномірно по його ширині, розташовані вузькі пази (шириною п). У пазах вертикальних частин магнітопровода розміщені робочі обмотки (РО), за якими пропускається постійний струм I р (робочий).
 |
Струм у всіх витках робочих обмоток в межах пазів обох вертикальних частин магнітопровода тече в одну сторону. Частини витків робочих обмоток, розташовувані поза паза, обхоплюють вертикальний магнітопровід з бокової сторони (див. Фіг.2). Така конструкція забезпечує практично повна відсутність в муздрамтеатрі магнітних потоків, створюваних струмами в робочих обмотках. Розташований на ШСЗ в площині, перпендикулярній напряму польоту (вказано стрілкою НП на фіг.1), муздрамтеатр ЛЕМД з висотою h МАКС і довжиною L складається з похилих частин (поз. 1 фіг. 1) і вертикальних частин (поз. 2 фіг. 1 ). На вертикальних частинах муздрамтеатру з висотою h МІН розміщені робочі обмотки (поз. 3 фіг. 1). Для збереження необхідної ромбовидної форми муздрамтеатру використовуються немагнітні кріпильні деталі (поз. 4 фіг. 1). Для збереження відстані між окремими смугами використовуються спеціальні вузли кріплення смуг (поз. 5 фіг. 1). Поперечний розріз (по AA) вузла кріплення смуг наведено на поз. 1, фіг. 2. Для освіти замкнутого магнітопровода з окремих феромагнітних смуг використовуються спеціальні вузли зчленування (поз. 6 фіг. 1). Поздовжній і поперечний розрізи вузла зчленування (по BB і DD) наведені на поз. 2 і 3 фіг. 2. |
Вузол зчленування складається з двох немагнітних циліндричних спиць (поз. 3.1 фіг. 2), двох затискають пластин (поз. 3.2 фіг. 2) і немагнітних болтових з'єднань (поз. 3.3 фіг. 2).
Робочі обмотки, показані на розрізах EE і FF (поз. 4 фіг. 2), розташовуються на каркасі з ізоляційного матеріалу, що складається з двох частин (поз. 5 фіг. 2), між якими розміщуються пластини вертикальних частин магнітопровода (поз. 6 фіг . 2). Розташування всіх наведених на фиг.2 розрізів показано на загальному вигляді ЛЕМД (фіг. 1).
Уздовж всього магнітопровода розташовані декілька вузлів кріплення смуг муздрамтеатру і два вузла зчленування частин магнітопровода. У місцях зчленування частин магнітопровода забезпечується хороший магнітопроводящій контакт.
ОПИС ПРИНЦИПУ РОБОТИ ЛЕМД
При польоті ШСЗ по полярній або похилій орбіті у високих широтах (більше 50 o північної чи південної широти) істотна складова вектора магнітного поля Землі (МПЗ) в точці розташування ШСЗ направлена уздовж місцевої вертикалі (B оп). У процесі польоту ШСЗ при розташуванні ЛЕМД на ШСЗ, як зазначено в розділі 3.2, похилі частини муздрамтеатру перетинають вертикальну складову МПЗ і магнітне поле проходить, в значній частині, по магнітопровода, і лише мала частина потрапляє на похилий магнітопровід магнітного потоку проходить крізь простір між двома похилими частинами магнітопровода.
При величині магнітного потоку, що проходить по магнітопровода, рівній kФ on, де Ф on - магнітний потік, що потрапляє на зовнішню поверхню магнітопровода; k - коефіцієнт корисного використання зовнішнього магнітного потоку (k <1):
вм = kB on · L / 2 м (1)
де B вм - магнітна індукція у вертикальній частині магнітопровода,
B on - вертикальна складова магнітної індукції зовнішнього магнітного поля,
L - довжина муздрамтеатру (уздовж великої осі ромба).
При русі ЛЕМД разом з ШСЗ вздовж орбіти магнітні силові лінії зовнішнього поля, переміщаючись поперек муздрамтеатру, перетинають провідники зі струмом, розміщені в пазах вертикальних частин магнітопровода.
За рахунок взаємодії струму в обмотці (I р) із зовнішнім магнітним полем провідники в пазах відчувають вплив сили F раб, що дорівнює
F раб = B вм · I р · W р · м = kB on · L / 2 · I р · W р (2)
де W р - число витків робочої обмотки.
Сторони витків, що знаходяться поза муздрамтеатру і паралельні частинам витків, що знаходяться в пазах вертикального магнітопровода, відчувають від взаємодії із зовнішнім полем силу, протидіючу робочої - F пр, рівну
F пр = -B on · I р · W р · В ро (3)
де в ро - ширина робочої обмотки.
При цьому корисна сила, що розвивається однієї обмоткою, буде дорівнює
F підлога.У = F раб - F пр (4)
Корисна сила, що розвивається ЛЕМД,
F підлогу. = 2F підлога.У = 2kB on · I р · W р · (L / 2 - в ро / k) (5)
Так, при L = 1,5 м; I = 4 А; W = 600; B on = 0,35 · 10 -4 Тл; k = 0,95 і, задаючись В ро = 40 мм
4. Перелік фігур
4.1. Фіг. 1. Лінійний електромагнітний рушій ЛЕМД. Загальний вигляд.
4.2. Лінійний електромагнітний рушій ЛЕМД. Розрізи.
5. Відомості, що підтверджують можливість здійснення
Конструкція ЛЕМД, описана вище, не містить нічого, крім магнітопроводів, виконаних зі смуг феромагнітного матеріалу і обмоток з ізольованого мідного дроту. Зазначені конструкції можуть бути виконані на будь-якому електромашинобудівний заводі.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій лінійного електромагнітного рушія, призначене для установки на ШСЗ, орієнтується в орбітальній системі координат і виводиться на полярну або похилу орбіту з висотою до 2500 - 3000 км, що містить замкнутий магнітопровід ромбовидної форми з відрубаними гострими кутами, що є концентратором вертикальної складової магнітного поля Землі і виконаний зі смуг феромагнітного матеріалу з розташуванням площині ромба перпендикулярно напрямку польоту, а великої осі ромба - вздовж бінорамлі до орбіти і розташуванням вузьких пазів уздовж смуг муздрамтеатру рівномірно по його ширині, прямокутні робочі обмотки з ізольованого мідного дроту, робочі боку яких розміщені в пазах на ділянках магнітопроводу , замикаючих відсічені гострі кути ромба, а інші сторони охоплюють смуги муздрамтеатру з розташуванням сторін витків, протилежних робітникам, поза муздрамтеатру і з можливістю створення при протіканні по ним постійного струму зовнішньої сили вздовж напрямку польоту, знак якої визначається напрямом струму, що відрізняється тим, що одна зі сторін прямокутних витків робочої обмотки розташована в концентраторі магнітного поля Землі.
Версія для друку
Дата публікації 28.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.