CN101879903A

CN101879903A - 超高速铁路

Info

Publication number: CN101879903A
Application number: CN2010101540085A
Authority: CN
Inventors: 崔星生; 陆靖; 崔艺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2010-04-23
Publication date: 2010-11-10

Abstract

超高速铁路一种时速可达500-800公里的超高速铁路轨道交通系统，包括高架轨道和位于高架轨道上的双层运载设备，及其与运载设备上层顶部固定连接在一起的发动机，在运载设备的上、下层中间设置有横穿过运载设备并用于支撑运载设备的连杆轴，连杆轴通过与高架轨道上的轮对组连接，将运载设备悬挂在高架轨道上，制动系统设置在轮对上。在发动机的驱动下，运载设备的轮对支撑整个运载设备沿轨道滚动，并以500-800公里时速将乘客通过高架轨道安全运输至目的地。本发明将飞机发动机与铁路客车结合，能有接近飞机运行的速度、又有比飞机运量大、社会经济效益好、节能减排等优点，特别是具有目前铁路轨道交通运输和飞机无可比及的安全性能。

Description

超高速铁路

技术领域

本发明涉及一种时速在500公里以上的超高速轨道交通运输系统，特别涉及一种将火车的优点与飞机的优点相结合的超高速铁路及其车体。

背景技术

高速铁路是以客运为主的快速铁路，时速一般在200km/h至350km/h。高速铁路具有安全、快速、准时、舒适、运输能力大、环境污染轻、节省能源和土地资源等优越性，发展高速铁路是科技进步的必然，是时代发展的需要。尤其在21世纪，国际社会对人们赖以生存的地球环保意识的增强，使得高速铁路在世界范围内呈现出蓬勃发展的强劲势头。截至2009年底，开行时速200公里以上高速列车的国家已有日本、法国、德国、中国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国、美国、俄罗斯、韩国，正在积极建设或规划建设的还有瑞士、奥地利、丹麦、加拿大、澳大利亚、印度等国。

上述各国现行和即将建设的高速铁路，就其行走的原理，仍属传统的牵引轮轨铁路。当运行到400公里以上的极限速度时，由于轨距窄，车体重心高，严重影响客车运行的安全性能。而且在制动技术上还没有使用CSI复合材料，列车容易脱轨翻车，已无法更高提速等世界性的技术难关。在发展高速铁路的国家中，日本、法国、德国是当今世界高速铁路技术水平最好的3个国家。但即使是这三个国家的技术，也无法保证杜绝脱轨翻车的可能，并将铁路列车的时速提高到500公里以上。因此，传统铁路有极限速度和安全问题的发展瓶颈。

CN200310100927.4专利文献公开了一种铁路飞机，由以下三部分组成：高架钢轨、悬浮通道、铁路飞机。悬浮通道左右侧板的内侧面上，各水平设置一条永磁体，称作定位永磁体。还有一个称作真空机翼的特殊机翼，真空机翼的底板上设有一个抽气口。首先启动铁路飞机的发动机，然后铁路飞机开始在高架钢轨上滑跑，当其达到一定速度，迎面高速气流通过气力抽气器对真空机翼抽气，在真空机翼底板上下产生足够的压力差时，真空机翼底板通过连杆拉动铁路飞机机身上升，铁路飞机轮子离开钢轨，开始起飞。随着飞行速度加大，气力抽气器的抽气力度也会加大，真空机翼的真空度进一步提高，真空机翼的底板连同铁路飞机的机身进一步升高。当铁路飞机起飞到某一指定高度时，控制气力抽气器的抽气力度恒定，铁路飞机就在高架钢轨上保持一定高度，在悬浮通道下水平飞行。由于该发明的铁路飞机利用在真空机翼底板上下的大气压差而悬浮，对机体的结构要求比较复杂，需要设置悬浮通道、真空机翼、永磁体、抽气器等，真正起飞后实际上还属于飞行，还是一种飞行器，并且实际上该技术因实用性差也早已被申请人自行放弃。

纵观上述高速铁路技术，在400公里时速以下的高速铁路，仍然难以解决列车容易脱轨翻车的致命问题和制动性能差等技术问题。

发明内容

本发明所称的超高速特指时速在500公里以上，本发明的超高速铁路也可称为轨道空客，是一种结合了铁路轨道安全性和飞机高速性优点的真正意义上的高速铁路，具有结构简单的特性和高速安全的保证。

本发明的超高速铁路，包括高架轨道和用于运载乘客或货物的运载设备，运载设备顶部固定连接飞机发动机，横穿过运载设备并用于悬挂运载设备的连杆轴，连杆轴通过轮对组与高架轨道表面接触，将运载设备悬吊在高架轨道上，制动系统设置在轮对组上，在飞机发动机的驱动下，运载设备的轮对组支撑整个运载设备沿高架轨道表面滚动，以500-800公里的时速将乘客或货物安全快速运输至目的地。

本发明的运载设备为上下两层车厢结构，在运载设备的两层车厢中间，即下层的顶部和上层的底部之间设置所述横穿过运载设备并悬挂支撑运载设备的连杆轴。

本发明的高架轨道由两条平行设置的钢轨及支撑钢轨的支架组成，支架由沿轨道并列设置的多个单体支架组成，该单体支架与平行轨道垂直的横断面为开口中央凹槽、两侧对称斜坡支撑的梯形结构，并且相邻单体支架间在各轨道下方成拱桥形状相连，开口中央凹槽内用于容纳运载设备。开口中央凹槽是由垂直设置在轨道下方的竖直支撑墙体以及连接两竖直支撑墙体并与地面平行的水平墙体组成，水平墙体设置在运载设备最底端与地面之间，用以加固轨道支架，支架结构类似字母H的形状。高架轨道的间距设置为5米左右，运载设备宽度略窄于轨道间距，轨道距地面高度为8-30米。

本发明的运载设备所用的空中客车或波音飞机的发动机2-4台，以匹配驱动所述运载设备需要为准。

运载设备为一个上下双层对称流线型的车体，通过支撑在高架轨道上并与连杆轴连接的轮对组将车体悬吊在高架轨道上。上下两层车体前后各设置1个所述的连接轴和1组支撑轮对。

附图说明

图1是本发明超高速铁路及车体(在轨道上下分两层)的立体图；

图2是本发明超高速铁路及车体(在轨道上下分两层)的侧视图；

图3是本发明超高速铁路及车体(在轨道上下分两层)的横截面图；

图4是轮对与钢轨接触的局部放大视图。

图中：1-飞机发动机，2-驾驶舱，3-车灯，4-钢轨轮对，5-车门，6-车窗，7-连杆轴，8-轨道支柱的竖直支撑墙体，9-轨道支柱的水平支撑墙体，10-轨道支柱的支撑斜壁，11-高架轨道的钢轨，V-轨道空客车体，V1-上层车厢，V2-下层车厢，12-离心力平衡调控减速板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的描述。

图1-4所示是本发明超高速铁路的具体实施例。本发明的超高速铁路也称为轨道空客，包括高架轨道和位于高架轨道槽中间凹部的上下两层车体V，位于高架轨道上方与车体V固定连接在一起的飞机发动机1，车体V的上下层接合部设置有横穿过车体并支撑车体V的连杆轴7，通过在高架轨道上与连杆轴7连接的轮对组4将车体V悬挂在高架轨道上面，发动机1固定连接在车体上层顶部，制动系统设置在轮对4上，在发动机1的高速驱动下，车体V的轮对4支撑整个车体V沿高架轨道滚动，以500公里以上时速将乘客通过高架轨道安全运输至目的地。

组成本发明轨道空客的高架轨道由两条平行设置的钢轨11及支撑钢轨的支架组成，支架由沿轨道11并列设置的多个单体支架组成，该单体支架与平行轨道垂直的横断面为开口中央凹槽、两侧对称斜壁支撑的梯形结构，并且相邻单体支架间在各轨道下方建成拱桥相连的形状，开口中央凹槽内用于容纳车体下层部分。开口中央凹槽是由垂直设置在轨道下方的竖直支撑墙体8以及连接两竖直支撑墙体与地面平行的水平墙体9组成，水平墙体9设置在车体V底端与地面之间，用以加强轨道支架，支架中间的结构类似字母H形状。高架轨道的两根钢轨11之间的水平间距设置为5米左右。车体宽度略窄于轨道间距，钢轨距地面高度为8-30米。在车体长度及高度不变的情况下，由于铁轨间的宽度增加到常规铁路宽度的2倍左右，重心又下降3倍以上，从而增加了此高速铁路数百倍的安全系数和运行的稳定性。支架的材料由钢筋混凝土水泥墙构成，筑成横断面为内部直角陡立，外部缓坡的直角梯形形状。此支架的侧面可以建成多个拱桥相连的形状。两根钢轨分别由支架托起，钢轨与支架之间可采用减震材料支承固定轨道。

轨道空客配置航空发动机2-4台，与车体上层顶部相连接。采用空中客车或波音飞机的发动机(为经济也可使用飞机退役的发动机)，最大推力可达52000公斤。实际应用中，可以根据具体情况选用发动机的种类和台数。

轨道空客的车体V1、V2分别位于高架轨道上下，由连杆轴7连接于两个钢制轮对4之间。车体的形状是流线型。车体客厢内每排可做乘客6-8人，车体通道两旁各3-4个座位，车体内乘客的座位和中间通道可参照飞机设计，加上车体壁各侧约0.1米左右，这样车体宽度约4.6米左右。车体的容积类似于民用航空客机的容积，车体高度为4.5米左右，车体长度60-80米，双层车厢约载乘客600-1000人。双层车厢因车体重心低，在列车高速运行时车体更安全稳定，更不容易脱轨翻车。轨道空客的车体，其制成材料可以采用铝合金、树脂等合成轻质材料，保证车身应有的强度，又大大减少车体的重量，有利于节能环保和高速运行。

轨道空客的轮对4位于高架钢轨11之上，与中间的由连杆轴7相连。可以采用8个钢轮，即前后两组双轮对。轮对中间的轮辐材料可以采用铝合金等合成轻质的材料，从而减轻轮对组重量。

轨道空客的制动系统匹配现有成熟CSI材料制动技术，能耐高温10000度以上，在列车高速行驶的情况下，能及时、快速、安全、稳定地刹车，而且能缩小刹车时间与刹车距离，提高安全性能。

有益效果

1.本发明的轨道空客采用了现有空客或波音飞机成熟的发动机技术，其车体和重量只有目前高速铁路机车的30％左右，有利于节能环保。

2.本发明的轨道空客运行速度可轻松超过现有高铁的最高时速，即高于每小时500公里以上的运行速度。

3.本发明轨道空客因轨道间距加宽，重心降低，在高速运行的情况下，脱轨概率和侧翻的危险系数接近于零，即克服了高速铁路提速最大的瓶颈障碍，即车体在高速运行时出现致命的不稳定性和不安全性。

4.本发明轨道空客因其将飞机及铁路两方面的成熟技术结合在一起，是一种全新的超高速铁路，他兼有飞机的速度快，舒适性好，又具有飞机与现行铁路无可比及的安全性能，社会经济效益好的特点。

5.本发明轨道空客与一般飞机相比，造价成本很低，使用寿命长，安全有保证。又因其在行驶中不需克服飞机自身及乘客的重力，它与飞机相比能耗低、污染小，经济效益高。

6.本发明轨道空客与现行发展的高速铁路技术相比，其高架钢轨支架结构简单，占地面积少，虽然其需要钢筋混凝土高架支架，但它不需要枕木及碎石等材料，其造价与传统高速铁路的造价几乎相当甚至更低。一次性投入修建高架轨道，可以长期使用，特别是能节约飞机在每次飞行中需要克服自身和乘客重力的油料消耗，比飞机污染小、经济效益更高。

Claims

超高速铁路

1.一种超高速铁路或称为空中客车，包括高架轨道和用于运载乘客或货物的运载设备，其特征在于：高架轨道上的运载设备顶部或车体两边有固定连接在一起的飞机发动机2-4台，及横穿过运载设备并用于悬挂运载设备的连杆轴，连杆轴连接高架轨道上的轮对组将运载设备悬吊在高架轨道上，制动系统设置在轮对组上，在发动机的驱动下，运载设备的轮对组支撑整个运载设备沿高架轨道表面滚动，以500-800公里的时速将乘客或货物通过高架轨道安全运输至目的地。
2.如权利要求1所述的超高速铁路，其特征在于：所述运载设备为上下两层车厢结构，在运载设备的两层车厢中间，即下层的顶部和上层的底部之间设置所述横穿过运载设备并悬挂支撑运载设备的连杆轴。所述的连杆轴有两个，分别设置在运载设备的前后1/3位置，每个连杆轴的两头设置有2个轮对组，支撑悬挂在高架轨道上的运载设备。
3.如权利要求1或2所述的超高速铁路，其特征在于：所述高架轨道由两条平行设置的钢轨及支撑钢轨的支架组成，支架由沿轨道并列设置的多个单体支架组成，该单体支架与平行轨道垂直的横断面为开口中央凹槽、两侧对称斜坡支撑的梯形结构，并且相邻单体支架间在各轨道下方成拱桥形状相连，所述开口中央凹槽内用于容纳所述运载设备。
4.如权利要求3所述的超高速铁路，其特征在于：所述开口中央凹槽是由垂直设置在轨道下方的竖直支撑墙体以及连接两竖直支撑墙体并与地面平行的水平墙体组成，所述水平墙体设置在运载设备最底端与地面之间，用以加强轨道支架，所述支架的中间结构类似字母H形状。
5.如权利要求4所述的超高速铁路，其特征在于：所述高架轨道的间距设置为5米左右，所述的运载设备宽度略窄于轨道间距，轨道距地面高度为8-30米。
6.如权利要求4或5所述的超高速铁路，其特征在于：所述发动机采用空中客车或波音飞机的发动机，所述发动机的配置在运载设备顶部或两边，数量为2-4台，以能够匹配高速驱动所述运载设备为准。
7.一种用于如权利要求1或2所述超高速铁路的运载设备，其特征在于：所述运载设备包括一个流线型形状的双层车体，通过支撑在高架轨道上并与连杆轴连接的轮对组将所述车体悬吊在高架轨道上。
8.一种用于如权利要求1或2所述超高速铁路的运载设备，其特征在于：所述运载设备的流线型双层车体的前部两边设置有调整控制平衡离心力及其速度的减速板。