电磁助推发射轨道梁结构的制作方法

本发明涉及航天电磁发射系统，具体涉及电磁助推发射轨道梁结构。

背景技术：

1、目前国内外采用的发射航天器的发射助推机构的结构，大多是采用钢结构发射架将大功率液体运载火箭或固体运载火箭固定，以火箭发动机作为动力装置，发射的时候钢结构固定支架松开，火箭点火发射将航天器送入预定区域，进而实现航天器的发射。现有发射助推机构结构复杂、建造成本高、施工精度要求很高，且采用火箭发动机，发动机本体加上助推剂机构庞大、成本高、能耗高，由于助推剂采用化学制剂，碳排放量大，也具有较高的危险性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中所存在的发射助推机构结构复杂、建造成本高、施工精度要求很高、能耗高且危险性较高的不足，提供电磁助推发射轨道梁结构。

2、本发明提供电磁助推发射轨道梁结构，包括两个主梁、两个副梁和橇车，两个主梁位于两个副梁之间，主梁和副梁均具有水平段、弧形段和减速段，弧形段两端分别连接水平段和减速段，弧形段和减速段朝上延伸设置；

3、主梁和相邻副梁之间具有悬浮槽，主梁和相邻副梁的相对侧设置有悬浮模组，主梁和相邻副梁的悬浮模组能够在悬浮槽内形成悬浮磁场；

4、两个主梁之间具有推进槽，两个主梁的相对侧设置有推进模组，两个主梁的推进模组能够在推进槽内形成推进磁场；

5、两个主梁的顶部设有滑轨，橇车底部通过滑靴设置在滑轨上，橇车上方用于放置待发射航天器，橇车底部还具有对应悬浮槽的悬浮支腿以及对应推进槽的推进支腿；悬浮支腿的下方设有悬浮磁体，悬浮磁体位于悬浮槽内的悬浮模组之间，悬浮磁场能够对悬浮磁体产生向上的浮力；推进支腿的下方设有推进磁体，推进磁体位于推进槽内的推进模组之间，推进磁场能够为推进磁体提供沿主梁向前加速的推力。

6、本方案所述电磁助推发射轨道梁结构，待发射航天器设置在橇车上，橇车底部通过滑靴设置在滑轨上，滑轨设置在主梁的顶部，进而使得橇车能够得到稳定的支撑，即在发射前的稳定支撑；橇车底部还具有对应悬浮槽的悬浮支腿，悬浮支腿的下方设有悬浮磁体，悬浮磁体位于悬浮槽内悬浮模组之间，在悬浮模组的作用下，悬浮磁场能够对悬浮磁体产生向上的浮力；橇车底部还具有对应推进槽的推进支腿，推进支腿的下方设有推进磁体，推进磁体位于推进槽内的推进模组之间，在推进模组的作用下，推进磁场能够为推进磁体提供沿主梁长度方向向前加速的推力。

7、使用时，通过控制悬浮模组产生悬浮磁场，在悬浮磁场对悬浮磁体产生向上浮力的作用下，橇车上底部脱离滑轨，然后控制推进模组对推进磁体产生推力，进而对橇车和待发射航天器整体产生加速度进行加速，随着在水平段对橇车和待发射航天器的加速、弧形段对橇车和待发射航天器的加速和上升，进而使得待发射航天器的速度达到预设的发射速度，后再通过减速段对橇车的减速，进而使得待发射航天器与橇车分离，待发射航天器发射出去，这种通过两个主梁、两个副梁以及磁场来实现待发射航天器发射的方式，其相比于钢结构发射架，结构简单、成本更低、施工精度要求较低，且无需采用助推剂等化学制剂，大幅降低碳排放量，亦更加安全。

8、优选地，推进槽的两内侧壁通过螺栓固定推进模组，悬浮槽两侧内壁通过螺栓固定悬浮模组，便于安装和更换。

9、优选地，推进模组对齐推进槽的顶面，悬浮模组对齐悬浮槽的顶面，使得橇车底部的悬浮支腿和推进支腿的高度可以设置更小，进而降低橇车的自身重心，使得更加稳定。

10、优选地，两个主梁的背离侧的顶部设有下凹台阶，滑轨固定设置在下凹台阶的台阶面上。

11、能够降低橇车在主梁上的设置高度，进而降低橇车重心，更加稳定和安全。

12、优选地，还包括悬浮控制模块和推进控制模块，悬浮控制模块用于控制悬浮磁场的启闭，推进控制模块用于控制推进磁场的启闭以及产生正反两个方向的磁场。

13、优选地，悬浮支腿为直角三角形框架，直角三角形框架的斜边靠近推进槽，直角三角形框架的竖直边对应悬浮槽的正中间，悬浮磁体竖直设置于悬浮槽的正中间；

14、推进支腿为柱形结构，推进支腿对应与推进槽的正中间，推进磁体竖直设置于推进槽的正中间。

15、悬浮支腿采用直角三角形框架，能够减轻橇车自重，且三角形框架具有稳定性，能够稳定连接悬浮磁体，保证悬浮磁体竖直设置于悬浮槽的正中间。

16、优选地，两个主梁之间通过横隔梁连接，主梁与副梁之间通过横隔梁连接，形成整体，加强整体的稳定性。

17、优选地，主梁、副梁和横隔梁整体设置于支座上，支座设置于承台上，承台下方具有桩基，承台顶面与地面齐平，两个主梁之间的横隔梁、主梁与副梁之间的横隔梁均沿水平段、弧形段和减速段间隔设置，承台中部设有检修通道，检修通道沿主梁长度方向设置，检修通道位于相邻两个主梁之间的横隔梁的正下方，沿主梁长度方向的相邻横隔梁之间具有间隙，检修通道连通两个主梁之间的间隙。

18、横隔梁均沿水平段、弧形段和减速段间隔设置，在将主梁、副梁均连接整体，保证整体强度的前提下，减少钢筋混凝土的总量，节约成本。且主梁、副梁和横隔梁均设置于支座上，支座设置于承台上，承台下方具有桩基，承台顶面与地面齐平，通过桩基结构、承台和支座对主梁、副梁和横隔梁整体进行支撑，能够保证支撑的稳定性。且相邻两个主梁之间的横隔梁间隔设置，相邻横隔梁之间的间隙作为检修空间，通过承台中部设有检修通道，检修通道沿主梁长度方向设置，检修通道位于相邻两个主梁之间的横隔梁的正下方，检修通道连通两个主梁之间的间隙，能够实现对两个主梁结构进行检修。

19、优选地，两个主梁之间的横隔梁、主梁与副梁之间的横隔梁在水平段、弧形段和减速段上对应设置，能够增强连接强度。

20、优选地，副梁下部尺寸小于副梁上部尺寸，副梁下部和副梁上部通过内侧倾斜的过渡段连接，在通过横隔梁增强整体强度的基础上，能够减小副梁下部尺寸，进而减少施工成本。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果：

22、本发明提供电磁助推发射轨道梁结构，通过控制悬浮模组产生悬浮磁场，在悬浮磁场对悬浮磁体产生向上浮力的作用下，橇车上底部脱离滑轨，然后控制推进模组对推进磁体产生推力，进而对橇车和待发射航天器整体产生加速度进行加速，随着在水平段对橇车和待发射航天器的加速、弧形段对橇车和待发射航天器的加速和上升，进而使得待发射航天器的速度达到发射速度，后再通过减速段对橇车的减速，进而使得待发射航天器与橇车分离，待发射航天器发射出去，这种通过两个主梁、两个副梁以及磁场来实现待发射航天器发射的方式，其相比于钢结构发射架，结构简单、成本更低、施工精度要求较低，且无需采用助推剂等化学制剂，大幅降低碳排放量，亦更加安全。

技术特征：

1.电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，包括两个主梁(1)、两个副梁(2)和橇车(6)，两个主梁(1)位于两个副梁(2)之间，主梁(1)和副梁(2)均具有水平段(17)、弧形段(18)和减速段(19)，弧形段(18)两端分别连接水平段(17)和减速段(19)，弧形段(18)和减速段(19)朝上延伸设置；

2.根据权利要求1所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，推进槽(13)的两内侧壁通过螺栓(16)固定推进模组(4)，悬浮槽(12)两侧内壁通过螺栓(16)固定悬浮模组(5)。

3.根据权利要求2所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，推进模组(4)对齐推进槽(13)的顶面，悬浮模组(5)对齐悬浮槽(12)的顶面。

4.根据权利要求3所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，两个主梁(1)的背离侧的顶部设有下凹台阶(101)，滑轨(8)固定设置在下凹台阶(101)的台阶面上。

5.根据权利要求1所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，还包括悬浮控制模块和推进控制模块，悬浮控制模块用于控制悬浮磁场的启闭，推进控制模块用于控制推进磁场的启闭以及产生正反两个方向的磁场。

6.根据权利要求1所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，悬浮支腿(15)为直角三角形框架，直角三角形框架的斜边靠近推进槽(13)，直角三角形框架的竖直边对应悬浮槽(12)的正中间，悬浮磁体(9)竖直设置于悬浮槽(12)的正中间；

7.根据权利要求1-6任一所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，两个主梁(1)之间通过横隔梁(3)连接，主梁(1)与副梁(2)之间通过横隔梁(3)连接。

8.根据权利要求7所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，主梁(1)、副梁(2)和横隔梁(3)整体设置于支座(22)上，支座(22)设置于承台(20)上，承台(20)下方具有桩基(23)，承台(20)顶面与地面齐平，两个主梁(1)之间的横隔梁(3)、主梁(1)与副梁(2)之间的横隔梁(3)均沿水平段(17)、弧形段(18)和减速段(19)间隔设置，承台(20)中部设有检修通道(21)，检修通道(21)沿主梁(1)长度方向设置，检修通道(21)位于相邻两个主梁(1)之间的横隔梁(3)的正下方，沿主梁(1)长度方向的相邻横隔梁(3)之间具有间隙，检修通道(21)连通两个主梁(1)之间的间隙。

9.根据权利要求8所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，两个主梁(1)之间的横隔梁(3)、主梁(1)与副梁(2)之间的横隔梁(3)在水平段(17)、弧形段(18)和减速段(19)上对应设置。

10.根据权利要求7所述的电磁助推发射轨道梁结构，其特征在于，副梁(2)下部尺寸小于副梁(2)上部尺寸，副梁(2)下部和副梁(2)上部通过内侧倾斜的过渡段(201)连接。

技术总结本发明涉及电磁助推发射轨道梁结构，通过控制悬浮模组产生悬浮磁场，在悬浮磁场对悬浮磁体产生向上浮力的作用下，橇车上底部脱离滑轨，然后控制推进模组对推进磁体产生推力，进而对橇车和待发射航天器整体产生加速度进行加速，随着在水平段对橇车和待发射航天器的加速、弧形段对橇车和待发射航天器的加速和上升，进而使得待发射航天器的速度达到预设的速度，后再通过减速段对橇车的减速，进而使得待发射航天器与橇车分离，待发射航天器发射出去，这种通过两个主梁、两个副梁以及磁场来实现待发射航天器发射的方式，其相比于钢结构发射架，结构简单、成本更低、施工精度要求较低，且无需采用助推剂等化学制剂，大幅降低碳排放量，亦更加安全。技术研发人员：郑晓龙,曾永平,任科,周川江,陶奇,杨国静,庞林,刘力维,黄志相受保护的技术使用者：中铁二院工程集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10