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一种气动悬浮列车的制作方法

时间:2022-02-13 阅读: 作者:专利查询

一种气动悬浮列车的制作方法

1.本发明涉及载具技术领域,具体为一种气动悬浮列车。


背景技术:

2.地面效应是一种使飞行器诱导阻力减小,同时能获得比空中飞行更高升阻比的流体力学效应:当运动的飞行器掉到距地面(或水面)很近时,整个飞行器体的上下压力差增大,升力会陡然增加。应用领域涉及悬浮列车,地面效应飞行器等多个方面。和传统飞行器相比,地效飞行器由于存在地面或水面边界的约束,因此具有高升力低阻力、能耗低等优点,同时由于以往的地面效应飞行器多为水上飞机;其主要问题有:一、起飞阶段有从相对于水面到相对于空气的工作介质变化,从而导致起降阶段的不稳定性;二、由于水的粘性相对于空气大得多,存在较大的阻力,所以起飞阶段需要更大的起飞动力;三、水上飞行器会面临海水腐蚀以及海浪等影响因素,安全性相对较低;四、传统列车的最高速度较低且能量效率较低;五、相较于磁悬浮列车,建设成本低于磁悬浮列车,且能量效率远比磁悬浮列车高,在能源紧张的今天,这点尤其重要;为致力于构建远距离、大有效载荷高速交通系统,本发明提出一种气动悬浮列车。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种气动悬浮列车,以解决现有的问题:传统列车能量效率低,最高速度较低、飞机近距离运输经济型低下,有效载荷较低。
4.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种气动悬浮列车,包括气动悬浮列车本体和u形轨道,所述气动悬浮列车本体包括乘员舱、环形翼、推进器,所述气动悬浮列车本体的前端与后端均设置有环形翼;所述环形翼包括上层翼、地效翼和侧翼,所述上层翼安装在气动悬浮列车本体上部位置处,所述地效翼安装在气动悬浮列车本体下部位置处,所述上层翼安装在相对于地效翼较后的位置,所述地效翼的离地间隙为地面效应高度区间内;所述上层翼和地效翼之间且远离气动悬浮列车本体的一端均平滑连接有侧翼,。
5.作为优选,所述乘员舱设置于气动悬浮列车本体的内部。
6.作为优选,所述推进器设置于气动悬浮列车本体的两侧。
7.作为优选,所述环形翼整体呈向后掠姿态。
8.作为优选,所述上层翼、地效翼和侧翼安装在车体气动悬浮列车本体上时形成环形,所述环形翼的形状为上宽下窄的倒梯形状。
9.作为优选,所述u形轨道的侧壁的高度高于气动悬浮列车本体的高度。
10.作为优选,所述侧翼与地面成一定角度。
11.与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、本发明通过利用了地面效应为气动悬浮列车提供巨大的升力,在列车行驶过程中将车体托举起来,减小摩擦阻力,其中,本发明利用了地面效应为气动悬浮列车提供巨大的升力,在列车行驶过程中将车体托举起来,减小摩擦阻力,机翼在接近地面运行时会产生地面效应,其能产生极高的升力,且离地间隙较小时升力更大,所以本气动悬浮列车具有较大载荷的优势,能够一次性装载大量乘客和货物,相较飞机具有更高的经济性,而且相较飞机而言,虽然飞机速度较快,但是机场建设与维护成本较高,机场分布较为稀疏,且机场的选址较为严苛,而这些条件对于气动悬浮列车来说均容易解决。
12.2、本气动悬浮列车具有高升阻比的特性能够实现大载荷量的同时达到高速远距离运输,且相较于高速铁路轨道结构简单,建造成本低。
13.3、本发明采用了u形轨道,其多壁面耦合地面效应可以使侧翼运行在侧壁地面效应有效区间,所以在转弯时列车一侧像轨道贴近时侧翼与轨道间的压力急剧升高,为转向提供足够的向心力。
14.4、本列车行驶在u形轨道中,u形轨道侧壁比车身高度高,一方面减小了侧风对列车的影响,列车安全性高,另一方面,u形轨道起到了隔音墙的作用,减小列车行驶引起的沿线噪音。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明气动悬浮列车本体运行于u形轨道中的后视图;图2为本发明气动悬浮列车本体运行于u形轨道中的俯视图;图3为本发明气动悬浮列车本体的整体结构示意图;图4为本发明整体结构示意图。
17.图中:1、u形轨道;2、上层翼;3、地效翼;4、推进器;5、乘员舱;6、侧翼。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
19.请参阅图1-图4,一种气动悬浮列车,包括气动悬浮列车本体和u形轨道1,气动悬浮列车本体包括乘员舱5、环形翼、推进器4,乘员舱5设置于气动悬浮列车本体的内部,推进器4设置于气动悬浮列车本体的两侧,通过采用喷气推进,没有传统列车的走行机构,车体外形呈流线型,所受空气阻力相较传统列车大幅度降低,而这正是限制传统列车最高极速的主要因素;进一步地,气动悬浮列车本体前端与后端均设置有环形翼;具体的,环形翼包括上层翼2、地效翼3和侧翼6,上层翼2安装在气动悬浮列车本体
上部位置处,地效翼3安装在气动悬浮列车本体下部位置处,上层翼2安装在相对于地效翼3较后的位置,环形翼整体呈向后掠姿态,地效翼3的离地间隙为地面效应高度区间内;上层翼2和地效翼3之间且远离气动悬浮列车本体的一端均平滑连接有侧翼6,且侧翼6与地面成一定角度;其中,u形轨道1的侧壁的高度高于气动悬浮列车本体的高度;列车行驶在u形轨道1中,u形轨道1侧壁比车身高度高,一方面减小了侧风对列车的影响,列车安全性高,另一方面,u形轨道1起到了隔音墙的作用,减小列车行驶引起的沿线噪音;进一步地,本发明采用了u形轨道1,其多壁面耦合地面效应可以使侧翼6运行在侧壁地面效应有效区间,所以在转弯时列车一侧像轨道贴近时侧翼6与轨道间的压力急剧升高,为转向提供足够的向心力,而驶出弯道后由于离心作用的消失两侧会由于压力差迅速回中并自动保持行驶在轨道中央行驶,使本列车具有较高的行驶稳定性;其中,上层翼2、地效翼3和侧翼6安装在车体气动悬浮列车本体上时形成环形,环形翼的形状为上宽下窄的倒梯形状;上述中的侧翼6与轨道平行且环形翼约为上大下小的倒梯形状,此结构的优点在于当列车高速直线行驶时所需要的是较低的阻力,地面效应虽然能大幅度增加升力但也会因为阻塞效应小幅增加整体阻力,而当气动悬浮列车高速行驶时离地高度会略微增加,在地面效应的临界高度运行,轨道与侧翼6之间的间隙也会略微增加,使侧翼6与轨道之间的间隙也处于地面效应的临界距离,这会使得气动悬浮列车的整体阻力减小,而且由于侧翼6并非垂直于地面而是成一定角度,所以在升力方向上具有一定的升力分量,此外,倒梯形的环形翼与轨道还具有自动对中的效果,即当列车速度降低时离地间隙会下降,此时两侧的侧翼6与轨道之间的间隙也会降低,由于地面效应的特性,当接近翼面接近地面时升力会急剧增加,这样极大的增加了气动悬浮列车的运行容错率,而且本装置中的侧翼6还作为气动悬浮列车的垂直安定面,这会大大增加航向稳定性。
20.对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。