本發(fā)明專利技術(shù)涉及鐵路系統(tǒng)中的機(jī)車及車廂，特別涉及運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)的基于高速鐵路的車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車。本發(fā)明專利技術(shù)是在列車的機(jī)車的左右兩側(cè)和在每節(jié)車廂的左右兩側(cè)分別對稱安裝有仿制飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)的仿機(jī)翼。本發(fā)明專利技術(shù)的基于高速鐵路的車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車在行駛過程中，由于其列車上安裝的仿機(jī)翼，通過與列車相對運(yùn)動(dòng)的氣流作用于仿機(jī)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(dòng)力產(chǎn)生，不額外消耗能源，不產(chǎn)生污染。所述的仿機(jī)翼的結(jié)構(gòu)簡單。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鐵路系統(tǒng)中的機(jī)車及車廂，特別涉及運(yùn)用空氣動(dòng)力學(xué)，通過加裝在列車上的仿飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)的仿機(jī)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車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)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(diǎn)有1.列車不能變軌，不像運(yùn)行在常規(guī)鐵路上的列車可以借助道岔從一條軌道進(jìn)入另一條軌道；一條軌道只能容納一列列車往返運(yùn)行，造成資源浪費(fèi)。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(dòng)運(yùn)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(qiáng)磁場對人的健康、生態(tài)環(huán)境的平衡與電子產(chǎn)品的運(yùn)行都會產(chǎn)生不良影響。飛機(jī)借助其機(jī)翼可以有效提供上升力而離開地面，將飛機(jī)的升空原理運(yùn)用于高速列車，是本專利技術(shù)的目的所在。
技術(shù)實(shí)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車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車。本專利技術(shù)是受飛機(jī)升空原理的啟發(fā)，仿制飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)制備出仿機(jī)翼，并將仿機(jī)翼安裝于列車的機(jī)車和車廂的側(cè)面上，當(dāng)列車行駛時(shí)由與列車相對運(yùn)動(dòng)的空氣作用于仿機(jī)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)的基于高速鐵路的車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車，是在列車的機(jī)車的左右兩側(cè)和在每節(jié)車廂的左右兩側(cè)分別對稱安裝有仿制飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)的仿機(jī)翼。所述的在列車的機(jī)車的左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼的總數(shù)量是4個(gè)(2組)以上；優(yōu)選安裝的總數(shù)量是4 12個(gè)(2 6組)仿機(jī)翼。所述的在每節(jié)車廂的左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼的總數(shù)量是4個(gè)(2組)以上；優(yōu)選安裝的總數(shù)量是4 12個(gè)(2 6組)仿機(jī)翼。所述的每節(jié)車廂上安裝的仿機(jī)翼的數(shù)量一樣多。所述的在機(jī)車的左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼，每側(cè)面安裝的仿機(jī)翼都是以等間距的安裝方式安裝在機(jī)車的側(cè)面上，且每一組(左右兩側(cè)對稱安裝的各一個(gè)仿機(jī)翼為一組)左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼的中心橫軸在同一條橫軸線上。所述的在每節(jié)車廂的左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼，每側(cè)面安裝的仿機(jī)翼都是以等間距的安裝方式安裝在每節(jié)車廂的側(cè)面上，且每一組(左右兩側(cè)對稱安裝的各一個(gè)仿機(jī)翼為一組)左右兩側(cè)對稱安裝的仿機(jī)翼的中心橫軸在同一條橫軸線上。所述的在機(jī)車的側(cè)面安裝的仿機(jī)翼的等間距的安裝方式，是以安裝在機(jī)車側(cè)面的可安裝仿機(jī)翼區(qū)域的最前端(即第一個(gè))的仿機(jī)翼到該機(jī)車側(cè)面的前端邊緣的距離，與安裝在該機(jī)車側(cè)面的可安裝仿機(jī)翼區(qū)域的最后端(即最后一個(gè))的仿機(jī)翼到該機(jī)車側(cè)面的后端邊緣的距離，及與安裝在機(jī)車側(cè)面的仿機(jī)翼之間的距離相等。所述的在每節(jié)車廂的側(cè)面安裝的仿機(jī)翼的等間距的安裝方式，是以安裝在車廂側(cè)面的可安裝仿機(jī)翼區(qū)域的最前端(即第一個(gè))的仿機(jī)翼到該車廂側(cè)面的前端邊緣的距離，與安裝在該車廂側(cè)面的可安裝仿機(jī)翼區(qū)域的最后端(即最后一個(gè))的仿機(jī)翼到該車廂側(cè)面的后端邊緣的距離，及與安裝在該車廂側(cè)面的仿機(jī)翼之間的距離相等。所述的仿機(jī)翼前后之間的距離(d)由機(jī)車或車廂的長度(L)、仿機(jī)翼的個(gè)數(shù)(N)和固定底座的水平長度決定⑶，L = NXD+(N+1) Xd。如所述的最前端(即第一個(gè))的仿機(jī)翼到機(jī)車側(cè)面或車廂側(cè)面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)車廂側(cè)面的最后一個(gè)仿機(jī)翼到該車廂側(cè)面后端邊緣的距離是d，而第二節(jié)車廂側(cè)面的第一個(gè)仿機(jī)翼到第二節(jié)車廂側(cè)面前端邊緣的距離也是d，那么在這兩個(gè)仿機(jī)翼之間的距離就是2d 了 ；而取d/2，即第一節(jié)車廂側(cè)面的最后一個(gè)仿機(jī)翼到該車廂側(cè)面后端邊緣的距離是d/2，而第二節(jié)車廂側(cè)面的第一個(gè)仿機(jī)翼到第二節(jié) 車廂側(cè)面的前端邊緣的距離也是d/2，那么在這兩個(gè)仿機(jī)翼之間的距離就是d 了，這樣就保證了每兩個(gè)仿機(jī)翼之間的距離都為d)。所述的仿機(jī)翼的安裝角度是個(gè)變化的角度，仿機(jī)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(shí)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(shí)，設(shè)計(jì)建造時(shí)就用多少度。所述的仿機(jī)翼的結(jié)構(gòu)主要是由固定底座(優(yōu)選固定底座為長方體結(jié)構(gòu)，厚度可為60-70毫米)和固定在其上的水平翼構(gòu)成，該固定底座的一面與水平翼相連接，另一面安裝在機(jī)車或車廂的側(cè)面。水平翼與固定底座呈90度直角。整體仿機(jī)翼結(jié)構(gòu)成相對于機(jī)車或車廂的對稱形狀。所述的機(jī)車的側(cè)面安裝的仿機(jī)翼的水平翼的上緣最高處距離機(jī)車的底部為40 70厘米。所述的車廂的側(cè)面安裝的仿機(jī)翼的水平翼的上緣最高處距離車廂的底部為40 O厘米。所述的水平翼的結(jié)構(gòu)是參照飛機(jī)的機(jī)翼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)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)在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(gè)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(dòng)力特性好，升力大)、上下翼面對稱的翼型剖面(能做成薄形機(jī)翼)中的一種。所述的水平翼的長度為150 225厘米，根梢比為O. 5 1，面積為I. 125 2. 25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。本專利技術(shù)的基于高速鐵路的車體側(cè)面帶有機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車在行駛過程中，由于其列車上安裝的仿機(jī)翼，通過與列車相對運(yùn)動(dòng)的氣流作用于仿機(jī)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(dòng)力產(chǎn)生，不額外消耗能源，不產(chǎn)生污染。所述的仿機(jī)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(jī)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是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是在水平翼的翼展前緣部位開有一排擾流孔；d是在水平翼的前緣的前面附加一條有彈性的繞流帶是在水平翼的前緣添加呈虛線狀分布、等間隔設(shè)置的塊狀突起擾流器是在水平翼的前緣附加的形狀為鋸齒形的突起的擾流條、擾流孔或有彈本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于高速鐵路的車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車，其特征是：所述的車體側(cè)面帶有仿機(jī)翼的空氣動(dòng)力懸浮列車是在列車的機(jī)車的左右兩側(cè)和在每節(jié)車廂的左右兩側(cè)分別對稱安裝有仿制飛機(jī)的機(jī)翼結(jié)構(gòu)的仿機(jī)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，馬洋，查金龍，劉流，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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