本發(fā)明專利技術(shù)涉及鐵路系統(tǒng)中的機車及車廂，特別涉及運用空氣動力學(xué)的基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車。本發(fā)明專利技術(shù)是在列車的機車和每節(jié)車廂的頂部分別安裝有仿制飛機的機翼結(jié)構(gòu)的仿機翼。本發(fā)明專利技術(shù)的基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車在行駛過程中，由于其列車上安裝的仿機翼，通過與列車相對運動的氣流作用于仿機翼上而產(chǎn)生上抬力，可以對高速行駛的列車提供上升力，從而減小了列車對鐵軌的壓力，且該力由空氣動力產(chǎn)生，不額外消耗能源，不產(chǎn)生污染。通過與列車相對運動的氣流作用于仿機翼結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生上抬力，從而減少列車對鐵軌的壓力。所述的仿機翼的結(jié)構(gòu)簡單。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鐵路系統(tǒng)中的機車及車廂，特別涉及運用空氣動力學(xué)，通過加裝在列車上的仿飛機的機翼結(jié)構(gòu)的仿機翼，以對高速行駛的列車產(chǎn)生一定程度的空氣懸浮力的基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車。
技術(shù)介紹
·目前，公知的基于高速鐵路的列車的提速手段是利用磁懸浮的方法減少車輪對鐵軌的摩擦，然而磁懸浮方法存在的缺點有1.列車不能變軌，不像運行在常規(guī)鐵路上的列車可以借助道岔從一條鐵軌進(jìn)入另一條鐵軌；一條軌道只能容納一列列車往返運行，造成資源浪費。2.由于磁懸浮系統(tǒng)是憑借電磁力來進(jìn)行懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動運行的，一旦斷電，磁懸浮列車將發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，因此斷電后磁懸浮列車的安全保障措施仍然沒有得到完全解決。3.強磁場對人的健康、生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運行都會產(chǎn)生不良影響。飛機借助其機翼可以有效提供上升力而離開地面，將飛機的升空原理運用于高速列車，是本專利技術(shù)的目的所在。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種可避免磁懸浮技術(shù)的不足，又能在高速鐵路上高速行駛的基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車。本專利技術(shù)是受飛機升空原理的啟發(fā)，仿制飛機的機翼結(jié)構(gòu)制備出仿機翼，并將仿機翼安裝于列車的機車和車廂上，當(dāng)列車行駛時由與列車相對運動的空氣作用于仿機翼上以對高速行駛的列車提供足夠的上升力，達(dá)到類似磁懸浮的效果，便于減少車輪與鐵軌的摩擦造成的能量損耗。本專利技術(shù)的基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車，是在列車的機車和每節(jié)車廂的頂部分別安裝有仿制飛機的機翼結(jié)構(gòu)的仿機翼。所述的在列車的機車和每節(jié)車廂的頂部安裝的仿機翼的數(shù)量分別是2個以上；優(yōu)選安裝2 6個仿機翼。所述的在每節(jié)車廂的頂部安裝的仿機翼的數(shù)量一樣多。所述的在機車的頂部安裝的仿機翼，是以等間距的安裝方式安裝在機車的頂部。所述的在每節(jié)車廂的頂部安裝的仿機翼，是以等間距的安裝方式安裝在每節(jié)車廂的頂部。所述的在機車的頂部安裝的仿機翼的等間距的安裝方式，是以安裝在機車頂部的可安裝仿機翼區(qū)域的最前端(即第一個)的仿機翼到該機車頂部的前端邊緣的距離，與安裝在該機車頂部的可安裝仿機翼區(qū)域的最后端(即最后一個)的仿機翼到該機車頂部的后端邊緣的距離，及與安裝在機車頂部的仿機翼之間的距離相等。所述的在每節(jié)車廂的頂部安裝的仿機翼的等間距的安裝方式，是以安裝在車廂頂部的可安裝仿機翼區(qū)域的最前端(即第一個)的仿機翼到該車廂頂部的前端邊緣的距離，與安裝在該車廂頂部的可安裝仿機翼區(qū)域的最后端(即最后一個)的仿機翼到該車廂頂部的后端邊緣的距離，及與安裝在該車廂頂部的仿機翼之間的距離相等。所述的仿機翼之間的距離⑷由機車或車廂的長度(L)、仿機翼的個數(shù)(N)和可旋轉(zhuǎn)底座的直徑?jīng)Q定(D)，L = NXD+(N+1) Xd0如所述的最前端(即第一個)的仿機翼到機車頂部或車廂頂部的前端邊緣或后端邊緣的距離都取d ;也可以取d/2，如果是取d/2則有L = NXD+NXd(如取d，即第一節(jié)車廂頂部的最后一個仿機翼到該車廂頂部后端邊緣的距離是山而第二節(jié)車廂頂部的第一個仿機翼到第二節(jié)車廂頂部前端邊緣的距離也是d，那么在這兩個仿機翼之間的距離就是2d 了 ；而取d/2，即第一節(jié)車廂頂部的最后一個仿機翼到該車廂頂部后端邊緣的距離是d/2，而第二節(jié)車廂頂部的第一個仿機翼到第二節(jié)車廂頂部的前端邊緣的距離也是d/2，那么在這兩個仿機翼之間的距離就是d 了，這樣就保證了每兩個仿機翼之間的距離都為d)。所述的仿機翼的安裝角度是個變化的角度，仿機翼的水平翼的后掠角的變化范圍在O度到15度之間。安裝角度的設(shè)定以具體實際需求為第一準(zhǔn)則。如需要達(dá)到最大多少升力取多少度能達(dá)到時，設(shè)計建造時就用多少度。·所述的仿機翼的結(jié)構(gòu)主要是由最上面的水平翼、中間部件的垂直翼和最下面的可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)底座構(gòu)成；其中可旋轉(zhuǎn)底座為雙層圓盤相疊的結(jié)構(gòu)，下層的圓盤(厚度可為20-30毫米)與上層的圓盤(厚度可為60-70毫米)通過旋轉(zhuǎn)軸(旋轉(zhuǎn)軸通過兩圓盤的圓心)相連接；下層的圓盤固定在機車或車廂的頂部，上層的圓盤可隨旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)。所述的旋轉(zhuǎn)軸可以進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)(主要用于高速列車往來開動時調(diào)整仿機翼，使水平翼前緣始終朝向列車開動的方向)；所述的垂直翼的下緣連接在所述的可旋轉(zhuǎn)底座的上層圓盤的上表面中心對稱軸處，垂直翼與可旋轉(zhuǎn)底座呈90度直角；所述的垂直翼的上緣與所述的水平翼的正中心軸段處相連接。整體仿機翼結(jié)構(gòu)成相對于垂直翼軸對稱形狀。所述的水平翼的結(jié)構(gòu)是參照飛機的機翼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計及制備，其結(jié)構(gòu)整體呈流線型，具有迎角、前緣后掠角和后緣前掠角；在所述的水平翼的前緣可設(shè)置有人工擾流結(jié)構(gòu)；在所述的水平翼的后緣安裝有后緣襟翼(如圖3所示的后緣雙縫襟翼，或后緣單縫襟翼)。安裝的后緣襟翼可增大流線型水平翼的弧度，從而增大升力系數(shù)，使水平翼獲得的上升力增加。所述的水平翼的前緣設(shè)置的人工擾流結(jié)構(gòu)可分為以下六種類型(a)水平翼的上表面的前緣部分增加粗糙程度(粗糙程度視情況和材料而定)；(b)在水平翼的上表面的近前緣部分附加一條突起的擾流條；(c)在距離水平翼的翼展前緣部位，每隔5厘米垂直地開一排直徑為3 5厘米，深度不超過2厘米的擾流孔；(d)在水平翼的前緣的前面附加一條有彈性的繞流帶；(e)在水平翼的前緣添加呈虛線狀分布的，每個O <直徑< 5厘米，間距為7 15厘米的塊狀突起擾流器；(f)在水平翼的前緣附加形狀為鋸齒形的突起擾流條、擾流孔或有彈性的繞流帶。所述的水平翼是平板形翼，其平板形翼的剖面(如圖I所示)選自平板形翼剖面(它相當(dāng)于風(fēng)箏的剖面，靠迎角產(chǎn)生升力)、典型的鳥翼剖面、上拱下略平的翼剖面(氣動力特性好，升力大)、上下翼面對稱的翼型剖面(能做成薄形機翼)中的一種。所述的水平翼的長度為300 450厘米，根梢比為O. 5 1，面積為2. 25 4. 5平方米，前緣后掠角為O 26. 5度，后緣前掠角為-26. 5 O度，迎角為O 15度。所述的垂直翼的結(jié)構(gòu)是參照飛機的垂直尾翼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計及制備，其整體呈梯形，具有前緣后掠角。所述的垂直翼主要是由垂直翼主體和垂直翼擺構(gòu)成；所述的垂直翼擺是安裝在所述的垂直翼主體的后緣中部，通過垂直翼擺的左右擺動，用以控制氣流的流動方向，同時 也對高速列車的車體方向產(chǎn)生一定影響。所述的垂直翼的翼高為50 70厘米，根梢比為O. 5 1，面積為O. 3 I. 05平方米(包括垂直翼擺)，前緣后掠角為O 26. 5度，后緣垂直。本專利技術(shù)的基于高速鐵路的帶有機翼的空氣動力懸浮列車在行駛過程中，由于其列車上安裝的仿機翼，通過與列車相對運動的氣流作用于仿機翼上而產(chǎn)生上抬力，可以對高速行駛的列車提供上升力，從而減少了列車對鐵軌的壓力，且該力由空氣動力產(chǎn)生，不額外消耗能源，不產(chǎn)生污染。通過與列車相對運動的氣流作用于仿機翼結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生上抬力，從而減少列車對鐵軌的壓力。所述的仿機翼的結(jié)構(gòu)簡單。附圖說明圖I.本專利技術(shù)中所述的仿機翼的不同形狀的翼型剖面示意圖；其中(I)是平板形翼的剖面；(2)是典型的鳥翼的剖面；(3)、(4)、(5)及(6)為上拱下略平翼的剖面；(7)、(8)、(9)及(10)為上下翼面對稱的翼型的剖面。圖2.本專利技術(shù)中所述的水平翼的前緣設(shè)置的不同的人工擾流結(jié)構(gòu)示意圖；其中a是在水平翼的上表面的前緣部分增加粗糙程度；b本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于高速鐵路的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車，其特征是：所述的帶有仿機翼的空氣動力懸浮列車是在列車的機車和每節(jié)車廂的頂部分別安裝有仿制飛機的機翼結(jié)構(gòu)的仿機翼。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：江雷，劉流，馬洋，查金龍，劉克松，
申請(專利權(quán))人：北京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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