устройство линейного электромагнитного движителя
Классы МПК: | B64G1/32 с использованием магнитного поля земли |
Автор(ы): | Бихман Р.И. |
Патентообладатель(и): | Бихман Рудольф Ионович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-12-16 публикация патента:
10.02.2001 |
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.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
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.Описание изобретения к патенту
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![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162027/948.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162027/948.gif)
вм = kBon
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162027/948.gif)
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
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162027/948.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
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
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
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
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
Так, при L = 1,5 м; I = 4 А; W = 600; Bon = 0,35
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162002/183.gif)
![устройство линейного электромагнитного движителя, патент № 2162812](/images/patents/309/2162812/2162812-2t.gif)
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.
Класс B64G1/32 с использованием магнитного поля земли