悬挂式空气动力列车.pdf

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摘要
申请专利号:

CN99101550.9

申请日:

1999.01.22

公开号:

CN1225320A

公开日:

1999.08.11

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效申请日:1999.1.22|||实质审查的生效申请日:1999.1.22|||公开

IPC分类号:

B61B3/02

主分类号:

B61B3/02

申请人:

谢美洪;

发明人:

谢美洪

地址:

364000福建省龙岩市新罗区政府办公室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种悬挂式空气动力列车为流线偏形子弹头形状,轨为开口回形钢轨,架在空中,通过许多特殊吊钩装置将列车悬挂起来;采用空气动力机构,通过压缩高压高速空气冲压空气发动机发动产生推力,三级推动使列车作滚动飞行;优点是构造简单、速度快、建设工期短,造价低,利用土地少。

权利要求书

1: 一种悬挂式空气动力列车为流线偏形子弹头形状,采用空气动力 机构,配套的有开口回形钢轨,吊钩装置,其特征是开口回形钢轨架于空 中,列车悬挂在空中开口回形钢轨上,形成轨在上,车在下的特殊形式; 采用压缩空气冲压空气发动机起动产生推力,推动列车沿钢轨作滚动飞行;
2: 根据权利要求1中流线偏形子弹头形状列车所述的,其特征是列 车车身为偏形,头部象子弹头,车箱两侧装有隐形翼,尾部装有尾翼,车 箱底腹部装有翼板,底盘为向上凹形有小孔,整体形成波浪状;
3: 根据权利要求1中空气动力机构由空气压缩机,冲压式空气发动 机,钢冷装置和减压装置构成,其特征是冲压式空气发动机前部装有空气 压缩机,后部装有制冷装置和减压装置,空气动力机构由三组至四组这样 组合组成;
4: 根据权利要求1中开口回形钢轨所述的,其特征是开口回形状钢 轨;
5: 根据权利要求1中吊钩装置所述的是由主轮、方向轮、强力弹簧、 横杆、连杆构成,其特征是横杆两端固定两个滚动轴承,可绕轴心线自由 转动,可沿钢轨作滚动,横杆下面垂直连着连杆,连杆上半部固定装有四 根强力弹簧,两个方向轮,方向轮可绕轴心线转动,可沿钢轨内侧滚动。

说明书


悬挂式空气动力列车

    发明一种悬挂式空气动力列车,目的是:一、提高列车运行速度,提高运输能力:二、减少征用土地,避免受地理条件的限制,缩短建设工期,降低总造价:三、提高安全性能。

    现有铁路建设都是将轨铺在地上,必须使用大量土地,既不便于保护耕地,同时要支付大笔征地费,并且受复杂地理条件的限制,建设难度大,悬挂式空气动力列车的发明解决了这一问题。如今,可以建造跨山谷、大河、港湾、海峡的大跨度斜拉桥、悬索桥(据《辞海》记载:“1976年英国亨北桥跨度达1410米”)。通过斜拉桥、悬索桥(可以两者并用)将钢轨架设在空中,将列车悬挂起来,离开地面(如附图1所示)。这样还可以减少对地面原有建筑物的破坏,避免征地拆迁安置碰到的一系列困难,省去安置补偿费,并可减轻地面交通负担。

    为了将列车悬挂起来,并能来回运行,因此将钢轨设计成开口回形形状(附图2中①),架设时将开口朝下用高强度钢缆索斜拉将钢轨固定在空中(附图3),利用许多吊钩装置将列车悬挂在钢轨上,离开地面。吊钩装置(附图4)由主轮(附图中②)、万向轮(附图4中③)、强力弹簧(附图4中④)、横杆(附图4中⑥)、连杆(附图4中⑤)组装而成。主轮和方向轮都为滚动轴承。吊钩装置可沿开口回形钢轨作来回滚动,其位移与列车同方向,同步骤。方向轮安装在连杆上,回形钢轨开口处,与强力弹簧一起,起固定连杆稳定车身,缓冲,转弯时挤压钢轨两侧使改变方向的作用。吊钩装置取代了传统列车的传动装置,以滚动形式取代传动形式,克服了机械传动能量消耗、效率低、传动速率受发动机转速的限制,速度不高的弊病。吊钩装置的滚动运动取决于作用于滚动轴承上的水平力的大小,作用力越大,滚动速度则越快(根据牛顿第二运动定律:F=ma,在质量一定情况下,加速度与外加力成正比)。因此,只要发动机推力足够大,则列车就可达到一个高的速度。

    列车运行必须有一个水平的推动力,为了使列车达到一个高的速度,其发动机必须产生足够的水平推力。悬挂式空气动力列车采用空气动力机构。空气动力机构(附图5)安装在车箱腹部,由空气压缩机(附图5中②⑥),冲压式空气发动机(附图5中③⑦),制冷装置(附图5中④),减压装置(附图5中⑤)组合而成。冲压式空气发动机为核心,依次安装空气压缩机、冲压式空气发动机、制冷装置、减压装置为一组,以后类推,可以有三至四组,每一组为一级。起动时,空气压缩机产生高压空气冲压空气发动机发动产生推力(据《辞海》记载:“冲压式空气发动机利用飞行中高速气流在进气道内滞止提高压力(速度冲压),进入燃烧室,同时喷油燃烧,高温高压燃气以高速度从尾喷管喷出,产生飞行所需推力。优点是构造简单,重量轻,推力大,当以高超音速飞行时发动机效率高,经济性好,但静止不动时发动机不能产生推力……”),前面一级发动机喷出的高温高压气体经冷却,减压提供给下一级,多级空气发动机产生的合推力为列车所需总动力,推动列车向前高速滚动飞行。将发动机喷出的高温高压气体冷却、减压,一方面减小反推力,同时避免对沿途农作物、居民区、环境的破坏。

    列车(特别是在静止时)巨大的重量加在钢轨和高强度钢缆索上,因为桥跨度大,钢轨和钢缆索所承受的拉力巨大,为了减轻这种拉力,可将列车箱设计成流线形状,列车高速运行时,迎面高速空气流作用于列车上产生升力(据《辞海》记载:“物体和空气相对运动时,空气作用于物体上的总空气动力,在垂直于未受扰动的迎面气流方向上的分力为升力,升力大小正比于空气密度,机翼面积,迎角,气流速度的平方以及升力系数的大小。”),将列车托起,也为了减小空气阻力。列车车箱采用流线偏形子弹头形状(附图6),列车比现有列车宽,头部象子弹头(附图6中④),车箱两侧安装隐形翼(附图6中⑤⑥⑦),一是为了提高升力,二是为了减少占用横向空间;每节车箱底层腹部安装多个翼板,根据运行速度设计翼板形式,可在低速翼型,超临界翼型,高速薄翼型中选择(附图5中⑧),翼板可转动改变迎角,改变空气作用力:车箱底盘为向上凹形,节节相连,整体形成波浪形状,凸起部分为波峰,凹下部分为波谷,波谷相对空气流方向形成迎角(附图7上图),波峰在高速空气流从底盘经过时形成低压区域,高压区域空气通过此区域作用于底盘产生向上的升力(附图7上图);底盘还分布进气孔,进气孔的作用是减少上层高压空气对底盘地作用力削弱升力。尾部安装尾翼,如飞机尾翼(附图6中⑧)(据《辞海》记载:“飞机尾翼在飞行时保证飞机平衡,并提供飞机安定性和飞机操纵性翼面”)。高速空气流作用于隐形翼、腹翼、底盘、尾翼及车身产生总升力,将列车托起。因为钢轨和缆索所受拉力减小,对钢轨和缆索的强度技术要求降低,并可增大桥的跨度,对建设有利。

    列车制动时,可采取弹力绳强制制动方法,即在列车进站口处横挂弹力绳,列车勾住弹力绳,在弹力绳拉力的作用下,向前缓冲使列车慢慢停下来,可使用多级弹力绳。

    悬挂式空气动力列车还具有构造简单,重量轻,安全性能好的特点。飞机需要复杂的空中定位系统、导航系统,对飞行员有严格的要求,造价相当昂贵,悬挂式空气动力列车不需要任何的定位导航系统,造价低,对驾驶员要求低;比现有最先进的磁悬浮列车造价低,速度更快。

    悬挂式动力列车可安装起落架,着地时靠起落架滑行。

    为了把钢轨架设在空中,必须建造足够高的钢塔,高度以有利建设,不影响地面设施为宜,可利用小山峰的高度依山而建,这样可以减小钢塔的高度,降低造价。钢塔采用三角形建造形式,增加其稳定性;因为大跨度斜拉钢轨架桥,桥中部受风作用大,会左右摇摆,影响列车运行的稳定性,可在适当位置附设侧拉设施,避免钢轨左右摆动(附图8)。侧拉设施由侧拉钢缆索(附图8中①),端墙构成(附图8中②),侧拉索一端固定在钢轨上,一端固定在端墙上。

    列车总升力不能大于列车总重力,避免将钢轨顶起,发生危险,采用等于或略小于列车总重力。

    低空飞鸟多,为了避免飞鸟撞击列车,可在沿途配套安装驱鸟器,或利用铁丝网,将四周封闭起来。

    低空飞行产生音爆会影响沿途的居民生活,因此必须安装消音装置。

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一种悬挂式空气动力列车为流线偏形子弹头形状,轨为开口回形钢轨,架在空中,通过许多特殊吊钩装置将列车悬挂起来;采用空气动力机构,通过压缩高压高速空气冲压空气发动机发动产生推力,三级推动使列车作滚动飞行;优点是构造简单、速度快、建设工期短,造价低,利用土地少。 。

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