CN101112898A - 超轻轨翼悬浮电力飞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路运输工具-超轻轨翼悬浮电力飞车。其特征在于：该飞车由电力牵引机车、翼悬浮飞行商载舱及其控制行驶稳定的尾翼固定器组成，在该工具的使用过程中，配备有专门的轻轨及电力供应装置，使用该发明可以降低现有铁路运输成本，减少运输资源耗费，乘载风险小，从而达到运输经济、安全、快速、环保的效果。

Description

超轻轨翼悬浮电力飞车

技术领域

本发明属于交通运输领域，具体地说，属于一种铁路运输工具。

背景技术

现在，就世界范围来说，交通运输领域用作高速运输工具的主要是飞机、高速列车、磁悬浮列车。

用作商业运输的飞机技术已经非常成熟，它是利用螺旋桨或涡轮喷气发动机为动力，利用机翼产生的升力进行飞行的航空运输器。但是由于飞机要自带燃油，还需强大的发动机及复杂的控制系统，使得飞机有效载荷仅1/4。例如：我国的运7飞机最大起飞重量为22吨，而最大商载才5.5吨；波音737的起飞重量为65吨，最大商载也才16吨。它们普遍的不足之处在于：

1、有效载荷低，运输成本高，费用高。

2、必须以不可再生的石油制品为燃料。

3、控制复杂，起飞和降落时风险大。

4、噪音严重，有污染、增加温室气体排放。

目前，世界较先进的高速列车在法国，2007年已经创造了时速542km的纪录；中国也全面推行了时速达200km的高速列车。列车是当前最为安全、廉价且舒适的运输工具，但也存在两大不足：

1、机车的重量达200吨左右(韶山4型电力机车自重184吨)，运行时全部重量靠轨道承载，固而轨道的修建成本很高、施工难度大，导致修建周期长，投资大；而且要占用大量的耕地。

例如：中国的广通至大理线仅205km，总投资26.5亿元，每公里1290万元；广东计划新建9条铁路总长2100多公里，总投资1390多亿元，每公里达6600多万元；

2、由于列车属陆地运输工具，车轮和轨道的摩擦力是不可克服的，因而不仅提高速度的成本很高，而且提速也是很有限的。

磁悬浮列车克服了车轮与轨道的摩擦，但也有致命的缺点而不能推广，即：

1、技术和设备复杂而且昂贵，运输成本较高；

2、该技术尽管利用了电磁原理使得列车悬浮，但悬浮时的反作用力仍由轨道承载，因而使得其轨道建设也不能克服普通高速列车轨道的弊端，即：为了巨大的载荷而致建筑成本极高。

事实上，该技术除在上海有一小段外，全世界另无商载化运作项目。

另外，专利名称为“动压式气垫飞行器”(专利号CN96244949.0)的文献中也介绍了一种高速运输工具的技术方案，但其不是成熟技术，实施起来很困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够降低现有铁路运输成本，减少运输资源耗费，乘载风险小的高速运输工具，以满足市场需求。

本发明具体的技术技术方案是：

一种超轻轨翼悬浮电力飞车，包括有前部的电力牵引机车、飞行商载舱和控制其行驶稳定的尾翼固定器，电力牵引机车通过其固定在尾部的牵引杆与飞行商载舱前部或悬浮翼前部牵引口上的牵引头固定、但可上下活动的连接；飞行商载舱顶部固定有具有迎角的悬浮翼，中间水平位置有陆行车架与前端的电力牵引机车、后端与尾翼固定器连接，尾部有与尾翼固定器可上下活动连接的尾翼。

所述的电力牵引机车的牵引速度要至少能达到120千米/小时，电力牵引机车至少为一个。

所述的牵引杆前端与陆行车架的前陆行轮支架直接连接，后端与牵引头前端通过固定销可上下转动的卡接；牵引头后端与牵引口可上下活动连接，活动余量至少为飞行商载舱悬浮高度。

所述飞行商载舱为一个或绕陆行车架中心线对称的两个，通过其与顶部焊接或铆接的悬浮翼连为一体，设置有相应的用于支撑悬浮翼或尾翼的支撑架。

所述用于防止飞行舱在运行中左右摇摆的尾翼固定器的固定杆下部固定在陆行车架的后陆行轮上，上部与尾翼的中间预留孔成左右固定但可上下活动的插接，活动余量为10cm---50cm。

所述悬浮翼迎角为5-25度。

所述飞行商载舱设置有方便乘载对象的门、座位、货箱及其相关配套设施。

所述该翼悬浮电力飞车是使用含有下述技术要求内容的专用轨道：

1)基础，用混凝土浇筑成或打桩；

2)支撑柱，为标准混凝土预构件，下部与基础连接，上部与轨道组合连接，主要用于承载轨道组合和电力牵引机车；

3)轨道组合，为承载梁、轨道、电缆的组合标件，包括

承载梁混凝土构件，用于连接支撑柱和铁轨，承载轨道和电力牵引机车重量；

轨道，承载≤20t，安装在支撑梁之上，用于电力牵引车和陆行车架行驶；

电缆，安装在承载梁上，用于为电力牵引机车提供电源动力。

所述轨道为并行的双轨。

所述翼悬浮电力飞车可以适配相应动力的电力牵引机车后，将单车连接成多车的列车组。

采用上述技术方案的电力飞车具有如下发明效果：

1、造价低廉

电力牵引机车为成熟的现有技术，本方案一般需要的动力为2-8只100KW的大功率交流电机(视设计需求而定)，造价仅为航空发动机的几十分之一；

翼悬浮飞行商载舱，等于没有发动机、没有任何控制装置、不需装载然油的空壳飞机，造价只与豪华大巴相近；

超轻高架轨道：由于只需承担普通铁轨1/10不到的载荷，因而造价也节约50～80％，而且施工周期可以大大缩短。

由于轨道造价为普通铁路造价的10～30％左右，牵引机车加翼悬浮飞行舱造价不到相同载重飞机的10％，其建造成本优势是巨大的。

2、运行费用低廉

本发明技术方案是铁路运输的费用、接近航空运输的效果。就目前来说，以5吨商载或载客50人的飞机比较(对比资料运7飞机)

飞机每吨百公里燃油成本(每吨5000元计)235元；

翼悬浮飞车每吨百公里用电成本(每度0.7元计)28元。

3、清洁环保

(1)不用燃油，使用电力，节约了不可再生的石油资源；

(2)不仅没有飞机发动机的噪音，而且比汽车和列车更安静。

4、运输速度快，密度大，因而效率可以超过飞机和火车

5、采用高架轻轨，占用耕地少。

6、可以实现全自动控制运行。

7、比现有飞行和地面交通更安全，没有起落风险、坠机风险和车辆地面碰撞风险。

8、除特大风暴外，可全天候运行，特别是在雨、雾天气和黑夜仍可安全运行。

综上所述，本发明完全可以达到达到运输经济、安全、快速、环保的技术效果。

附图说明

为进一步说明本发明技术方案，下面结合附图对本发明作如下说明。

图1是本超轻轨翼悬浮电力飞车轨道停放的主视图。

图2是本超轻轨翼悬浮电力飞车轨道停放的俯视图。

图3是本超轻轨翼悬浮电力飞车使用的专用轨道示意图。

图中代号表示含义为：

1--电力牵引机车2--牵引杆3--牵引头4-引口5-悬浮翼6-尾翼7-尾翼固定器8-后陆行轮9-轨道10-飞行商载舱11-支撑拄12-前陆行轮13-陆行车架14-基础15-承载梁16-支撑架17-电缆

具体实施方式

参见图1，图2。包括有前部的电力牵引机车1、飞行商载舱10和控制其行驶稳定的尾翼固定器7，电力牵引机车1通过其固定在尾部的牵引器的牵引杆2与飞行商载舱10前部或悬浮翼5前部牵引口4上的牵引头3固定、但可上下活动的连接；飞行商载舱10顶部固定有具有迎角的悬浮翼5，中间水平位置有带前、后陆行轮的陆行车架13，尾部有与尾翼固定器7可上下活动连接的尾翼6。超轻轨翼悬浮电力飞车，电力牵引机车的牵引速度要至少能达到120千米/小时，电力牵引机车1至少为一个。牵引杆2前端与陆行车架13的前陆行轮12支架直接连接，后端与牵引头3前端通过固定销可上下转动的卡接；牵引头3后端与牵引口可上下活动连接，活动余量至少为飞行商载舱悬浮高度。超轻轨翼悬浮电力飞车，飞行商载舱10为一个或绕陆行车架中心线对称的两个，通过其与顶部焊接或铆接的悬浮翼连为一体，设置有相应的用于支撑悬浮翼5或尾翼6的支撑架16。超轻轨翼悬浮电力飞车，用于防止飞行舱在运行中左右摇摆的尾翼固定器7的固定杆下部固定在陆行车架13的后陆行轮上，上部与尾翼6的中间预留孔成左右固定但可上下活动的插接，活动余量为10CM---50CM。尾翼6包括水平翼和垂直翼。超轻轨翼悬浮电力飞车，飞行商载舱设置有方便乘载对象的门、座位、货箱及其相关配套设施。悬浮机翼5可以是现有飞机的各种形态的机翼，在有效利用空间的情况下，一般采用翼展宽度小，翼面积大的三角翼，也可以是其它翼形。机翼一般设置在商载舱顶部，固定安装，与轨道水平线的夹角、即迎角，设计为5-25度迎角。其作用是在快速前行时，利用机翼上面的负压差产生升力，使机翼及商载舱上升，离开升与轨道的接触，从而实现悬浮飞行。牵引器接口4，后端固定连接在商载舱10前端与牵引接头3连接，其作用是：传递动力；使机舱在高速运行时可以上升约10cm左右，以便离开轨道作悬浮飞行；使商载舱10前端固定在与轨道方向一致的位置而不会左右摆动。

电力牵引机车1启动后，由牵引杆2传递牵引力使飞行商载舱10前进，当前进速度超过120km/h时，悬浮翼5产生升力带动飞行商载舱升起离开陆行车架13的支撑架16作悬浮飞升，升到一定高度，由于牵引头3上浮动仅10cm限制，后端尾翼6可上下10-50cm，导致商载舱后端抬高，机翼迎角(为机翼与轨道的夹角，设计迎角为5-25度)角度变小，升力下降，并自动保持升力与重力的平衡，在离轨道10-50cm距离上成悬浮状态的前行；由于牵引杆左右固定，尾翼整理气流、尾翼固定器7的作用，使商载舱在高速运行中一直与轨道方向一致而不会左右摆动。到运行目的地时，电缆提供的电力下降或停止，牵引机车及商载舱失去动力依靠惯性滑行，机翼升力下降，商载舱因重力自然下降，悬浮翼接触陆行车架的支撑架，并承载商载舱在轨道上滑行直到停止。电力牵引机车1包括碳刷、调配电装置及交流电动机轮组等均系现有技术，故不赘述。

参见图3，本超轻轨翼悬浮电力飞车使用的专用轨道9铺设在承载梁15上，承载梁下面有支撑拄11，支撑拄下面有基础14，承载梁15、支撑拄11、基础14用标准混凝土浇连在一起，电缆17铺设在轨道的中间为本超轻轨翼悬浮电力飞车1提供需要的电力。

Claims (10)

1.一种超轻轨翼悬浮电力飞车，包括有前部的电力牵引机车、飞行商载舱和控制其行驶稳定的尾翼固定器，其特征在于：电力牵引机车通过其固定在尾部的牵引杆与飞行商载舱前部或悬浮翼前部牵引口上的牵引头固定、可上下活动的连接；飞行商载舱顶部固定有具有迎角的悬浮翼，中间水平位置有陆行车架与前端的电力牵引机车、后端与尾翼固定器连接，尾部有与尾翼固定器可上下活动连接的尾翼。

2.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：电力牵引机车的牵引速度要至少能达到120千米/小时，电力牵引机车至少为一辆。

3.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：牵引杆前端与陆行车架的前陆行轮支架直接连接，后端与牵引头前端通过固定销可上下转动的卡接；牵引头后端与牵引口可上下活动的连接，活动余量至少为飞行商载舱悬浮高度。

4.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：飞行商载舱为一个或绕陆行车架中心线对称的两个，并通过其与顶部焊接或铆接的悬浮翼连为一体；陆行车架上与一个或两个飞行商载舱对应的位置上，设置有用于支撑悬浮翼或尾翼的支撑架。

5.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：用于防止飞行舱在运行中左右摇摆的尾翼固定器的固定杆下部固定在陆行车架的后陆行轮上，上部与尾翼的中间预留孔成左右固定但可上下活动的插接，活动余量为10cm---50cm。

6.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：悬浮翼迎角为5-25度。

7.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：飞行商载舱设置有方便乘载对象的门、座位、货箱及其相关配套设施。

8.按权利要求1所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：该翼悬浮电力飞车是使用含有下述专用轨道：

1)基础，用混凝土浇筑成或打桩；

2)支撑柱，为标准混凝土预构件，下部与基础连接，上部与轨道组合连接，主要用于承载轨道组合和电力牵引机车；

3)轨道组合，为承载梁、轨道、电缆的组合标件，包括

支撑梁混凝土构件，用于连接支撑柱和铁轨，承载轨道和电力牵引机车重量；

轨道，承载≤20t，安装在支撑梁之上，用于电力牵引车和陆行车架行驶；

电缆，安装在支撑梁上，用于为电力牵引机车提供电源动力。

9.按权利要求8所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：轨道为并行的双轨。

10.按权利要求8所述的超轻轨翼悬浮电力飞车，其特征在于：翼悬浮电力飞车可以适配相应动力的电力牵引机车后，将单车连接成多车的列车组。

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