本發(fā)明提供一種升空器發(fā)射系統(tǒng)及其助推發(fā)射方法，屬于助推裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，火箭的發(fā)射一般為地面發(fā)射，使用火箭的發(fā)射架將火箭豎直固定，然后再發(fā)射時，發(fā)射架松開，火箭點(diǎn)火，火箭的助推器噴射大量的火焰，使火箭起飛，并加速上升，直至突破地心引力，進(jìn)入太空，但是火箭容納燃料的量有限，在起飛時，由于需要助推重量極大的火箭克服地心引力加速，所以會耗費(fèi)相當(dāng)大量的燃料，使火箭在進(jìn)入太空中后，供應(yīng)提供動力的燃料有限，同時，在地面發(fā)射，大量的燃燒火箭內(nèi)的能量會污染大氣環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種升空器發(fā)射系統(tǒng)及其助推發(fā)射方法，可以使火箭發(fā)射利用地面資源獲取初速度，可以減少其自身能源的消耗，可以減少火箭噴射對地面環(huán)境的污染。

本發(fā)明所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，包括依次連接的水平軌道、弧形軌道和豎直軌道；火箭安裝在運(yùn)載小車上，運(yùn)載小車行駛于水平軌道、弧形軌道和豎直軌道上；

水平軌道上設(shè)有為運(yùn)載小車加速的蒸汽彈射機(jī)構(gòu)；蒸汽彈射機(jī)構(gòu)末端銜接有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A；

弧形軌道上設(shè)有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B與電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A首尾銜接；

豎直軌道上設(shè)有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C與直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B首尾銜接，豎直軌道上還設(shè)有減速裝置，銜接于直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C末端。

安裝加速機(jī)構(gòu)A和加速機(jī)構(gòu)B處均安裝有懸浮磁鐵。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，水平軌道、弧形軌道和豎直軌道設(shè)有軌道，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B和直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C的電磁鐵以及懸浮磁鐵安裝在軌道上，運(yùn)載小車底部設(shè)有開環(huán)的行駛裝置，開環(huán)行駛裝置內(nèi)設(shè)有縱向限定輪和橫向限定輪26將開環(huán)行駛裝置限定在軌道上；

開環(huán)行駛裝置上設(shè)有蒸汽彈射機(jī)構(gòu)的拖拽掛鉤，以及與直線電機(jī)配合的動子和與懸浮磁鐵配合的懸浮架；

運(yùn)載小車頂部設(shè)有支撐火箭底部的托架，以及支撐火箭本體的支架，和固定火箭的固定槽。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，固定槽內(nèi)設(shè)有鎖定電磁鐵，火箭上設(shè)有“L”型插扣，“L”型插扣一端設(shè)有鎖定鐵片，“L”型插扣插入固定槽，并與固定槽的鎖定電磁鐵配合。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，托架為環(huán)形，托架拖住火箭底部，并使火箭的助推器穿過托架。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)的升空器助推發(fā)射方法，運(yùn)載小車于水平軌道上首先使用蒸汽彈射機(jī)構(gòu)為靜止的運(yùn)載小車起步并初加速，隨后運(yùn)載小車被懸浮磁鐵拖起懸浮，并被直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B和直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C在水平軌道、弧形軌道和豎直軌道上加速，在運(yùn)載小車進(jìn)入豎直軌道后，火箭助推器點(diǎn)火噴射，使火箭離開運(yùn)載小車起飛。

所述的應(yīng)用于升空器發(fā)射系統(tǒng)的升空器助推發(fā)射方法，具體方法為：

(1)蒸汽彈射機(jī)構(gòu)推動裝載火箭的運(yùn)載小車，啟動并加速進(jìn)入直線加速機(jī)構(gòu)A；

(2)蒸汽彈射機(jī)構(gòu)啟動后，懸浮磁鐵啟動，運(yùn)載小車進(jìn)入直線加速機(jī)構(gòu)A即磁懸浮，并由直線加速機(jī)構(gòu)A帶動加速；

(3)運(yùn)載小車到達(dá)弧形軌道的直線加速機(jī)構(gòu)B后，由直線加速機(jī)構(gòu)B帶動繼續(xù)磁懸浮加速；

(4)運(yùn)載小車到達(dá)豎直軌道上后，脫離懸浮磁鐵，直線加速機(jī)構(gòu)C繼續(xù)帶動運(yùn)載小車加速，鎖定電磁鐵放開鎖定鐵片，火箭的助推器噴射，使火箭脫離運(yùn)載小車；

(5)直線加速機(jī)構(gòu)C施加反向作用力，使運(yùn)載小車減速。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為：

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)及其助推發(fā)射方法，首先使用可以瞬間提供巨大拉扯力的蒸汽彈射機(jī)構(gòu)，將承載著火箭的運(yùn)載小車啟動，并使其獲取一定的初速度，然后承載火箭的運(yùn)載小車會被懸浮磁鐵懸浮起，由直線加速機(jī)構(gòu)A即直線電機(jī)帶動加速，磁懸浮的運(yùn)載小車會迅速的被加速，然后，然后到達(dá)弧形軌道后，會使火箭以及運(yùn)載小車逐漸變向，直至豎直，期間直線加速機(jī)構(gòu)B，繼續(xù)為運(yùn)載小車加速，而懸浮磁鐵持續(xù)克服運(yùn)載小車在弧形軌道上產(chǎn)生的離心力，在到達(dá)豎直軌道上后，火箭點(diǎn)火脫離運(yùn)載小車，這時火箭已經(jīng)具有較高的初速度，可節(jié)省大量起飛獲得初速的能量，可以大大的減少其起飛時自身能量的消耗。同時，在地面使用蒸汽能與電能對運(yùn)載小車及其運(yùn)載的火箭進(jìn)行加速，避免了對環(huán)境的污染，同時在直線電機(jī)電磁加速時，對運(yùn)載小車進(jìn)行磁懸浮，可以使運(yùn)載小車擺脫摩擦力加速更快。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為運(yùn)載小車結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為開環(huán)行駛裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為固定槽結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、運(yùn)載小車；2、火箭；3、水平軌道；4、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A；5、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B；6、減速裝置；7、減速直線電機(jī)；8、豎直軌道；9、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C；10、弧形軌道；11、“L”型插扣；12、固定槽；13、托架；14、支架；15、鎖定鐵片；16、鎖定電磁鐵；17、開環(huán)行駛裝置；18、縱向限定輪；19、拖拽掛鉤；20、動子；21、定子；22、軌道槽；23、“工”型軌；24、懸浮磁鐵；25、懸浮架；26、橫向限定輪；27、蒸汽彈射機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明對升空器發(fā)射系統(tǒng)做進(jìn)一步說明：

實(shí)施例1：如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，包括依次連接的水平軌道3、弧形軌道10和豎直軌道8；火箭2安裝在運(yùn)載小車1上，運(yùn)載小車1行駛于水平軌道3、弧形軌道10和豎直軌道8上；

水平軌道3、弧形軌道10和豎直軌道8為“工”型軌23，“工”型軌23頂面中央設(shè)有軌道槽22，開環(huán)行駛裝置17底部的拖拽掛鉤19運(yùn)動于軌道槽22內(nèi)，

水平軌道3上設(shè)有為運(yùn)載小車1加速的蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27，蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27安裝于水平軌道3下方，在水平軌道3內(nèi)預(yù)留蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27的動力輸出端運(yùn)動的移動槽，移動槽與軌道槽22連通，蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27的動力輸出端與拖拽掛鉤19活連接，帶動運(yùn)載小車1沿水平軌道3啟動并加速；

蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27末端銜接有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4；直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4位于水平軌道3上，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4為直線電機(jī)，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4一側(cè)設(shè)有與其配合的懸浮磁鐵24，在運(yùn)載小車1到達(dá)直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4進(jìn)行加速時，是處于磁懸浮狀態(tài)的，使其可以獲取更大的動能。

弧形軌道10上設(shè)有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5與電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A首尾銜接；直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5同樣為直線電機(jī)，其側(cè)同樣配合有懸浮磁鐵24，懸浮磁鐵24克服運(yùn)載小車1在弧形軌道10上產(chǎn)生的巨大離心力，使直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5在為其加速時，不會受離心力產(chǎn)生的摩擦力影響，從而使運(yùn)載小車1獲取更大的動能。

豎直軌道8上設(shè)有直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9與直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5首尾銜接，豎直軌道8上還設(shè)有減速裝置6，銜接于直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9末端。直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9為豎直安裝的直線電機(jī)，由于運(yùn)載小車1在豎直軌道8上為豎直上行，所以不存在重力和離心力產(chǎn)生的摩擦力，故并未設(shè)置懸浮磁鐵24，在運(yùn)載小車1進(jìn)入直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9后，鎖定電磁鐵16松開鎖定鐵片15，火箭2助推器啟動，使火箭2離開運(yùn)載小車1并起飛；減速裝置6包括減速軌道和減速直線電機(jī)7，但該段直線電機(jī)為運(yùn)載小車1提供與其運(yùn)動方向相反的動力，當(dāng)運(yùn)載小車1行駛到減速裝置6時，減速裝置6提供減速動力使運(yùn)載小車1迅速減速。

安裝加速機(jī)構(gòu)A和加速機(jī)構(gòu)B處均安裝有懸浮磁鐵24。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，水平軌道3、弧形軌道10和豎直軌道8設(shè)有軌道，直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5和直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9的電磁鐵以及懸浮磁鐵24安裝在軌道上，運(yùn)載小車1底部設(shè)有開環(huán)的行駛裝置，開環(huán)行駛裝置17內(nèi)設(shè)有縱向限定輪18和橫向限定輪26將開環(huán)行駛裝置17限定在軌道上；縱向限定輪18設(shè)有兩排，為豎直安裝的，使運(yùn)載小車1可以在“工”型軌23頂面移動，橫向限定輪26位于開環(huán)行駛裝置17內(nèi)側(cè)面，為橫向安裝，在兩側(cè)夾住“工”型軌23的兩側(cè)，防止運(yùn)載小車1在高速加速時的左右晃動。

開環(huán)行駛裝置17上設(shè)有蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27的拖拽掛鉤19，以及與直線電機(jī)的定子21配合的動子20和與懸浮磁鐵24配合的懸浮架25；使運(yùn)載小車1可以與直線電機(jī)、懸浮磁鐵24以及蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27配合工作。

運(yùn)載小車1頂部設(shè)有支撐火箭2底部的托架13，以及支撐火箭2本體的支架14，和固定火箭2的固定槽12。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，固定槽12內(nèi)設(shè)有鎖定電磁鐵16，火箭2上設(shè)有“L”型插扣11，托架13與支架14僅僅為對火箭2的連接和支撐，“L”型插扣11插入固定槽12后，可實(shí)現(xiàn)火箭2與運(yùn)載小車1固定，“L”型插扣11一端設(shè)有鎖定鐵片15，“L”型插扣11插入固定槽12，并與固定槽12的鎖定電磁鐵16配合，在未到達(dá)豎直軌道8時，鎖定電磁鐵16吸住鎖定鐵片15，實(shí)現(xiàn)火箭2與運(yùn)載小車1的固定連接，當(dāng)進(jìn)入豎直軌道8后，鎖定電磁鐵16松開鎖定鐵片15，但是“L”型插扣11，依然插入在固定槽12內(nèi)，當(dāng)火箭2助推器噴射后，會帶動火箭2以更快的加速度加速，使火箭2超過運(yùn)載小車1上行，會使“L”型插扣11從固定槽12中抽出，“L”型插扣11與火箭2可以采取活連接，在火箭2脫離運(yùn)載小車1后，可通過脫離裝置脫離火箭2。

所述的升空器發(fā)射系統(tǒng)，托架13為環(huán)形，托架13拖住火箭2底部，并使火箭2的助推器穿過托架13。

下面結(jié)合本發(fā)明對升空器助推發(fā)射方法做進(jìn)一步說明：

本發(fā)明所述的升空器助推發(fā)射方法，運(yùn)載小車1于水平軌道3上首先使用蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27為靜止的運(yùn)載小車1起步并初加速，隨后運(yùn)載小車1被懸浮磁鐵24拖起懸浮，并被直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)A4、直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)B5和直線電機(jī)加速機(jī)構(gòu)C9在水平軌道3、弧形軌道10和豎直軌道8上加速，在運(yùn)載小車1進(jìn)入豎直軌道8后，火箭2助推器點(diǎn)火噴射，使火箭2離開運(yùn)載小車1起飛。

所述的升空器助推發(fā)射方法，具體方法為：

(1)蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27推動裝載火箭2的運(yùn)載小車1，啟動并加速進(jìn)入直線加速機(jī)構(gòu)A；

(2)蒸汽彈射機(jī)構(gòu)27啟動后，懸浮磁鐵24啟動，運(yùn)載小車1進(jìn)入直線加速機(jī)構(gòu)A即進(jìn)入磁懸浮狀態(tài)，并由直線加速機(jī)構(gòu)A帶動加速；

(3)運(yùn)載小車1到達(dá)弧形軌道10的直線加速機(jī)構(gòu)B后，由直線加速機(jī)構(gòu)B帶動繼續(xù)磁懸浮加速；

(4)運(yùn)載小車1到達(dá)豎直軌道8上后，脫離懸浮磁鐵24，直線加速機(jī)構(gòu)C繼續(xù)帶動運(yùn)載小車1加速，鎖定電磁鐵16放開鎖定鐵片15，火箭2的助推器噴射，使火箭2脫離運(yùn)載小車1；

(5)直線加速機(jī)構(gòu)C施加反向作用力，使運(yùn)載小車1減速。