CN106143507B - 流体膜悬浮车 - Google Patents

Abstract

流体膜悬浮车是一种依靠流体粘性，在行驶过程中与平整坚固的轨道平面之间形成流体膜而贴近轨道平面悬浮飞行的新型交通工具。它包括：车厢、底盘、动力装置、流体膜等。它的车身近似平板状，在运行过程中底盘与地面之间具有一定的收敛间隙，收敛间隙与速度和粘度相结合，依据流体动压润滑理论产生压力流体膜，使其能够贴近地面载重飞行。流体膜悬浮车可用作现代交通工具，具有能耗低，速度快，安全性高，结构简单，成本低，噪声小，平稳舒适等优点。

Description

流体膜悬浮车

技术领域

本发明涉及一种交通工具，特别涉及一种依靠流体粘性，在运行过程中与轨道面之间形成流体膜而悬浮行驶的流体膜悬浮车。

背景技术

在现代交通工具领域，全世界都在迫切的追求高速度、高安全性、低能耗和乘坐舒适的新型交通工具的出现。目前社会得到广泛使用的交通工具以汽车、火车、船舶和飞机为主；处于研发中的或者没有实现大规模应用的交通工具有磁悬浮列车，气垫船，气垫车，地效飞行器，气浮车，真空管道磁悬浮列车等等。这些交通工具各有其缺点：汽车和火车依靠滚轮与地面的摩擦运行，由于存在黏着力的结构性问题，速度快了就出现车轮打滑，因此无法实现更高的运行速度；船舶的缺点更是运行速度低；飞机速度高，但高空飞行能耗很大，且失事后果严重；磁悬浮列车建设和维护成本高，技术难度大，发展前途不太光明；真空管道磁悬浮列车比磁悬浮列车技术难度更高，系统复杂，成本高；气垫船和气垫车存在难以克服的气垫稳定性问题，难以实现高速度；气浮车需要空气压缩机提供足够气压以在支撑腿和轨道之间形成气膜，空气压缩机产生较大噪声，且能耗大；地效飞行器利用地面效应产生气垫，减小了飞行诱导阻力，提高了升阻比，但地效飞行器飞行在在地效区，飞行高度低，不能实现大坡度回转，目前地效飞行器的设计理论并不够成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一种能耗低，速度高，成本低，安全性高，乘坐舒适，贴近轨道面悬浮飞行的流体膜悬浮车。

为了实现上述目的，本发明的流体膜悬浮车包括车厢、底盘、动力装置、流体膜，还包括底盘温控装置、助膜装置等，该流体膜悬浮车近似平板状，在高速行驶时，吸附在轨道面上的粘性流体被粘性力拖入底盘与轨道面之间的楔形间隙中，依据流体动压润滑理论形成压力流体润滑膜，在动力装置的驱动力下流体膜悬浮车悬浮行驶在平整坚固的轨道面上。由于流体膜将底盘和轨道面完全隔离开，由流体膜承受全部载荷，因此流体膜悬浮车运行过程中没有机械摩擦，运行阻力较小，运行能耗较低；又由于流体膜悬浮车贴近地面悬浮飞行，不具有轮轨列车的因轮轨与地面间的黏着力而带来的速度限制，流体膜悬浮车的行驶速度可与飞机相近。

流体膜悬浮车的流体膜可由气体、液体或者处于汽化过程中的流体组成，分别称为气膜悬浮车，液膜悬浮车和汽化膜悬浮车。气膜悬浮车的流体膜由气体组成；液膜悬浮车的流体膜由液体组成，在液膜悬浮车的轨道上仅需覆盖有一层较薄的液体，液体被粘性力拖入底盘与轨道面之间形成液体润滑膜；汽化膜悬浮车的流体膜中，液体不断汽化为气体，在汽化膜悬浮车的轨道上覆盖有一层易汽化的液体，并被粘性力拖入底盘与轨道面之间形成液体膜，液体膜在承受切应力以及底盘温控装置加热等的综合作用下温度迅速升高而汽化，形成气体润滑膜。

流体膜悬浮车在行驶过程中，流体膜内的流体在压力作用下向车身两侧边移动而产生流体外泄，因此需要在侧边装有专门的助膜装置，阻止流体在底盘侧边的外泄，帮助流体膜的形成。助膜装置安装于流体膜悬浮车侧边的底盘上，可采用滚筒毛刷状结构，也可采用斜纹状凸起结构。滚筒毛刷结构的助膜装置，刷丝柔软耐磨，通过滚筒的转动，可将粘性流体洗入底盘和轨道面之间；斜纹凸起状结构的助膜装置，在流体膜悬浮车高速行驶时，可将粘性流体洗入底盘和轨道面之间。另外，滚筒毛刷结构的助膜装置也可安装于流体膜悬浮车底盘的前部和后部，也就是说，底盘的四周边缘处均可安装滚筒毛刷状的助膜装置，可不断的将粘性流体洗入底盘和轨道面之间，帮助流体膜的产生。而当流体膜悬浮车车宽够大，行驶速度足够高，流体膜厚度足够小的情况下，流体膜在底盘侧边的外泄影响较小，这时流体膜悬浮车则可以不用安装助膜装置。

流体膜悬浮车的底盘温控装置安装于整个底盘底面上，能够完成底盘的局部温度控制，以实现流体膜局部温度控制和局部压强控制的目的。

流体膜悬浮车的动力装置可为直线电机，安装于车身两侧，实现流体膜悬浮车的驱动、制动以及转向，直线电机的初级上可安装方向挡板，用以限制车辆的运行方向；流体膜悬浮车的动力装置也可以采用具有正负推力的螺旋桨；流体膜悬浮车车身两侧也可额外附加机械制动装置，用以实现急刹车。

当流体膜悬浮车停车时，车速减小，流体膜变薄甚至消失，这时可采用起落架实现停车着陆，像飞机依靠起落架着陆一样，也可在车站特别设置停车装置，例如像滚筒流水线一样的停车装置，当流体膜悬浮车进站时行驶于其上便可实现停车着陆。

流体膜悬浮车流体膜厚度较小，对轨道的平整度要求较高，轨道路线可以密闭以防尘。

本发明的流体膜悬浮车具有能耗低、速度高、安全性高、结构简单、成本低、噪声小和乘坐舒适等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的流体膜悬浮车的实施方式一的底试图；

图3是本发明的流体膜悬浮车的实施方式一的右视图；

图4是图3中A处的放大图；

图5是本发明的流体膜悬浮车实施方式二的底视图；

图6是本发明的流体膜悬浮车实施方式二的右视图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本流体膜悬浮车实施方式包括：车厢1、动力装置2、底盘3、流体膜4、助膜装置5和底盘温控装置6等。该流体膜悬浮车近似平板装，在高速行驶时，吸附在轨道面7上的粘性流体被粘性力拖入底盘3与轨道面7之间的楔形间隙中，并依据流体动压润滑理论形成压力流体膜4，在动力装置2的驱动力下，流体膜悬浮车悬浮行驶在平整坚固的轨道面7上。动力装置2可采用直线电机，直线电机的初级安装在流体膜悬浮车的侧边，次级安装在轨道两侧，动力装置用以实现流体膜悬浮车的驱动、制动以及转向，可在直线电机的初级上安装方向挡板，用以限制车辆运行方向。图2中，底盘温控装置6安装在整个底盘3上，能够控制流体膜的局部温度，从而间接的控制流体的局部物质状态和局部压强。按照流体膜流体物质状态的不同，流体膜飞行器可分为气膜悬浮车，液膜悬浮车和汽化膜悬浮车。气膜悬浮车的流体膜由气体组成；液膜悬浮车的轨道面上仅需覆盖有一层较薄的液体，液体被粘性力拖入底盘与轨道面之间形成液体润滑膜；汽化膜悬浮车的轨道面上覆盖有一层易汽化的液体，并被粘性力拖入底盘与轨道面之间形成液体膜，液体膜在承受切应力以及底盘温控装置6加热的综合作用下温度迅速升高而汽化，形成气体润滑膜。为了克服流体膜内的流体向流体膜悬浮车侧边的外泄，在侧边底盘侧边装有专门的助膜装置，阻止流体在底盘侧边的外泄，帮助流体膜的形成。图4中的助膜装置采用滚筒毛刷状结构，刷丝柔软耐磨，通过滚筒的转动，将粘性流体洗入底盘和轨道面之间。

具体实施方式二：下面结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一的助膜装置的另一种补充形式，底视图5中的助膜装置5采用斜纹凸起状结构，在流体膜悬浮车高速行驶时，可将粘性流体洗入底盘和轨道面之间，阻止流体在底盘侧边的外泄。

Claims (5)

1.一种依靠流体粘性，在行驶过程中与轨道面之间形成流体膜而贴近轨道面悬浮飞行的流体膜悬浮车，该流体膜悬浮车包括：车厢、底盘、动力装置、流体膜，其特征在于，该流体膜悬浮车在行驶过程中，吸附在轨道面上的粘性流体被粘性力拖入底盘与轨道面之间的楔形间隙中依据流体动压润滑原理直接形成压力流体膜，使整个底盘作为大面积载重面在动力装置的驱动力下流体膜悬浮车悬浮行驶在轨道面上；

其中，所述流体膜由处于汽化过程中的流体组成，为汽化膜悬浮车；

进一步地，所述汽化膜悬浮车的流体膜中，液体不断汽化为气体；汽化膜悬浮车的轨道面上覆盖有一层易汽化的液体并被粘性力拖入底盘与轨道面之间形成液体膜，液体膜在承受切应力以及底盘温控装置加热作用下，温度迅速升高而汽化，形成气体润滑膜。

2.根据权利要求1所述的流体膜悬浮车，还包括底盘温控装置，用于实现底盘的局部温度控制，从而间接实现流体膜的局部压强控制。

3.根据权利要求1所述的流体膜悬浮车，其特征在于：所述动力装置可为直线电机，实现流体膜悬浮车的驱动、制动以及转向。

4.根据权利要求1所述的流体膜悬浮车，其特征在于：所述轨道面为坚固的平整平面。

5.根据权利要求1所述的流体膜悬浮车，还包括助膜装置，用于抑制流体在底盘侧边的外泄，帮助流体膜的形成，助膜装置安装于流体膜悬浮车底盘侧边位置，其结构可以是滚筒毛刷状，刷丝柔软耐磨，通过滚筒的转动，将粘性流体洗入底盘和轨道面之间，也可以是斜纹状凸起结构，在流体膜悬浮车高速行驶时，将粘性流体洗入底盘和轨道面之间，抑制流体外泄。