Канатная транспортная система на магнитной левитации (стр. 7 )

Особенностью системы является то, что канаты натянуты на опоры с усилием, когда предел прочности равен 0,1-0,5, а сечение канатов выбрано таким, что они не разрушаются в условиях создания предельной силы в режиме разгона/экстренного торможения летательного аппарата. Опоры располагаются периодически на всем протяжении пути транспортной системы в соответствии с рельефом местности, радиусом поворота пути и пропускной способностью транспортной системы. При этом опоры выполнены с возможностью выдерживать нагрузку, равную сумме статического веса летательного аппарата и нагрузки, развиваемой в режиме экстренного торможения летательного аппарата.

В пунктах назначения пути (портах) канаты закреплены на жестком основании, выполненном из материала, способного выдерживать статическую и динамическую нагрузки, вызванные летательным аппаратом. Длина жесткого основания определяется длиной пути, необходимой для служебного торможения/разгона летательного аппарата.

Обмотки линейных электродвигателей выполнены из проводника и/или высокотемпературного сверхпроводника, причем питание к двигателям поступает непосредственно от электропроводящих канатов, через токосъемные элементы.

Одним из вариантов изобретения является то, что канаты выполнены на основе волокон из углеродных нанотрубок с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм -16 нм. В другом варианте изобретения канаты выполнены на основе волокон из легированных нанотрубок из оксидов или широкозонных полупроводников с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм – 16 нм.

Для безопасности в летательный аппарат встроен аварийный источник питания (аккумулятор электрической энергии). Также летательный аппарат снабжен дополнительными блоками колес для нерабочего и/или аварийного режима и тормозным парашютом для экстренного торможения.

До или после линейных электродвигателей летательного аппарата расположены электромагнитные устройства гашения вибрации канатов, которые связаны посредством электромагнитного поля с канатами и соединены с электронными датчиками вибрации канатов. Кроме того, канаты периодически по всей длине соединены между собой перемычками-виброгасителями.

Для того, чтобы летальный аппарат плавно проходил через опоры, предусматривается закрепление канатов на опорах с помощью шлюзовых устройств. В свою очередь шлюзовые устройства закреплены на виброгасителях.

Одним из вариантов конструкции шлюзовых устройств является их жесткое крепление к канату. В другом варианте шлюзовые устройства соединяются с канатом с помощью электромагнитного поля, формируемого дополнительным электромагнитом и управляемого дистанционно.

Одним из вариантов конструкции летательного аппарата может быть самолет крыло, в котором для безотрывного обтекания корпуса воздушным потоком используется по крайней мере одна дополнительная электротурбинная вихревая система управления течением в пограничном слое, по аналогии с используемой в аппаратах «ЭКИП».

Управлять летательным аппаратом можно типичной системой дистанционного и/или ручного управления полетом. Для увеличения безопасности полета летательный аппарат может быть снабжен устройством электромагнитного торможения и устройством экстренного торможения, включая парашют.

Способ работы канатной транспортной системы «2Dавиация» заключается в том, что с электропроводящих канатов через токосъемные элементы поступает электроэнергия на линейные электродвигатели. Линейные электродвигатели одновременно создают силу тяги и магнитный подвес (левитацию) транспортного модуля, выполненного в виде летательного аппарата. При этом летательный аппарат движется по канатам со скоростью, необходимой для компенсации веса аппарата за счет создания аэродинамической подъемной силы.

Движение летательного аппарата может осуществляться в режиме самолета или в режиме экраноплана при соответствующей высоте опор и рельефе местности.

Натяжение и вибрацию канатов до и после линейных электродвигателей контролируют электронными датчиками дистанционного контроля вибрации каната и регулируют посредством системы управления электромагнитными устройствами гашения вибрации канатов.

Разгон и торможение летательного аппарата осуществляют с ускорением, соответствующим международным стандартам для пассажирских и грузовых перевозок, а аварийное торможение осуществляют с использованием реверса силы линейных электродвигателей и/или изменением аэродинамики и/или в экстренных случаях путем открытия тормозного парашюта.

При отключении электропитания в аварийной ситуации летательный аппарат за счет аккумуляторов включает двигатели таким образом, чтобы осуществить натяжение канатов как по направлению полета, так и против, т. е., происходит натяжение канатов между двумя опорами. Тогда летательный аппарат просто зависнет на натянутых канатах. При включении электропитания аппарат может снова набрать скорость и выйти на эксплуатационный режим полета. В отдельных случаях аппарат может опуститься на землю, ослабляя натяжение канатов.

Другим вариантом изобретения является «космический лифт» - канатная транспортная система, включающая по крайней мере один транспортный модуль с приводным устройством в виде электродвигателя с токосъемными элементами и натянутого вертикально сверхпрочного легкого каната между поверхностью планеты и ее искусственным спутником, находящимся на синхронной орбите. По канату осуществляет движение транспортный модуль за счет бортового источника электропитания. Транспортный модуль выполнен в виде космического летательного аппарата. Между поверхностью планеты и ее искусственным спутником натянуты по крайней мере два электропроводящих каната, которые выполнены из сверхпрочного легкого проводника и/или сверхпрочного легкого высокотемпературного сверхпроводника. Канаты подключены к внешнему источнику электрической энергии. Электродвигатель выбран линейным для обеспечения создания в канатах электродвижущей силы, создающей одновременно силу тяги и магнитный подвес (левитацию) во время движения космического летательного аппарата вдоль канатов. При этом каждый электропроводящий канат проходит через область максимума электромагнитного поля внутри линейного электродвигателя.

Сами канаты натянуты на опоры с усилием, когда предел прочности равен 0,1-0,5, а сечение канатов выбрано таким, что они не разрушаются в условиях создания предельной силы в режиме разгона/торможения космического летательного аппарата.

Обмотки линейных электродвигателей выполнены из проводника и/или высокотемпературного сверхпроводника. Питание к двигателям поступает непосредственно от электропроводящих канатов, через токосъемные элементы.

Канаты выполнены на основе волокон из углеродных нанотрубок с внутренним диаметром в диапазоне 12нм -16 нм или на основе волокон из легированных нанотрубок из оксидов или широкозонных полупроводников с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм – 16 нм.

До или после линейных электродвигателей космического летательного аппарата расположены электромагнитные устройства гашения вибрации канатов, которые связаны посредством электромагнитного поля с канатами и соединены с электронными датчиками вибрации канатов.

Канаты периодически по всей длине соединены между собой перемычками-виброгасителями.

Для безопасности в летательный аппарат встроен аварийный источник питания (аккумулятор электрической энергии).

Для безопасности полета летательный аппарат снабжен системой дистанционного и/или ручного управления полетом, а также устройством электромагнитного торможения. Функцию торможения могут выполнять сами линейные электродвигатели.

Способ работы канатной транспортной системы «космический лифт» заключается в том, что с электропроводящих канатов через токосъемные элементы поступает электроэнергия на линейные электродвигатели. Линейные электродвигатели одновременно создают силу тяги и магнитный подвес (левитацию) транспортного модуля, выполненного в виде космического летательного аппарата. При этом космический летательный аппарат движется с заданной скоростью по канатам за счет создания линейными электродвигателями силы тяги, которая компенсирует вес аппарата и аэродинамическое сопротивление воздуха в околоземном пространстве.

Натяжение и вибрацию канатов до и после линейных электродвигателей контролируют электронными датчиками дистанционного контроля вибрации каната и регулируют посредством системы управления электромагнитными устройствами гашения вибрации канатов

Разгон и торможение космического летательного аппарата осуществляют с ускорением, соответствующим международным стандартам для пассажирских и грузовых перевозок, а аварийное торможение осуществляют с использованием реверса силы линейных электродвигателей.

Еще одним вариантом изобретения является канатная транспортная система, «электромагнитный лифт», включающая по крайней мере один транспортный модуль с приводным устройством в виде электродвигателя с токосъемными элементами и по крайней мере два закрепленных на жестком основании вертикально или под углом между пунктами движения, электропроводящих канатов. Они подключены к источнику электроэнергии. С помощью канатов осуществляется движение транспортного модуля,. Электропроводящие канаты выполнены из проводника и/или высокотемпературного сверхпроводника. Электродвигатель выбран линейным для обеспечения создания в канатах электродвижущей силы, создающей одновременно силу тяги и магнитный подвес (левитацию) во время движения транспортного модуля вдоль канатов. При этом каждый электропроводящий канат проходит через область максимума электромагнитного поля внутри линейного электродвигателя.

Канаты по всей длине механически прикреплены к жесткой поверхности, вдоль которой осуществляется движение подвижного модуля. Поэтому требования к прочности и легкости канатов не существенны. Например, канаты могут быть непосредственно закреплены на рельсах действующих железных дорого или на бетонном основании для 2D авиации в портах.

Обмотки линейных электродвигателей выполнены из проводника и/или высокотемпературного сверхпроводника, причем питание к двигателям поступает непосредственно от электропроводящих канатов, через токосъемные элементы.

Канаты выполнены на основе волокон из углеродных нанотрубок с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм -16 нм или на основе волокон из легированных нанотрубок из оксидов или широкозонных полупроводников с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм – 16 нм.