CN106494417A - 滑铁 - Google Patents

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CN106494417A
CN106494417A CN201610969896.3A CN201610969896A CN106494417A CN 106494417 A CN106494417 A CN 106494417A CN 201610969896 A CN201610969896 A CN 201610969896A CN 106494417 A CN106494417 A CN 106494417A
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陆汝华
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/08—Sliding or levitation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C11/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of means applying the tractive effort; Arrangement or disposition of running gear other than normal driving wheel
    • B61C11/06—Locomotives or motor railcars characterised by the type of means applying the tractive effort; Arrangement or disposition of running gear other than normal driving wheel tractive effort applied or supplied by aerodynamic force or fluid reaction, e.g. air-screws and jet or rocket propulsion

Abstract

滑铁迎刃而解了轮轨技术的种种技术难点。由于滑铁省去了转向架、受电弓、牵引电动机、无缝钢轨等一系列装备，大大降低了滑铁的制造技术难度，从根本上解决了轮轨技术的局限性和減小风阻这二大问题，因为采用推力风扇提供动力，所以大大提高了能效比。在时速350公里的情况下，滑铁的能耗只有高铁的1/4。它比磁悬浮列车造价低得多，但和磁悬浮列车有着异曲同工之妙。它是一种没有翼的飞机，永远不用担心像飞机发动机出故障后引起的可怕后果。因为滑铁结构简单，车厢大约只有一个座椅的长度，所以整列滑铁可以在工厂流水线生产拼装，成本低，效率高。它是欠发达国家的理想交通工具。

Description

滑铁
技术领域：本发明属于交通运输领域。
背景技术：滑铁是一种采用电动航空发动机做推力但在轨道上滑行的新型交通工具。它是轮轨技术与航空技术的结合体。
发明内容：滑铁是一种结构简单，能效比高的快速交通工具，它是靠两条安装在车厢底部的滑刀通过在地面上两排带U型槽的轴承上高速滑过而实现移动的，通俗点说：滑铁的行走机构就是把铁轨与轮子上下搬个家，把铁轨安装在车底下，把轮子放到地面上来实现高速行驶的。整列滑铁有相同构造的车头车尾以及中间载客的车厢三部分组成。车头车尾就是一条又深又长的进气与喷气通道，每个通道即是进风通道反向行驶时又是喷气通道。通道上方与车顶之间有一封闭夹层，夹层的迎风面成流线型，动力源就安装在夹层内，每个夹层内竖着和倒着安装同一款与夹层等高的推力风扇。载客体由一系列像蜈蚣节肢状的车厢串联而成，整列滑铁在上下坡、左右转弯时可变形弯曲，当滑铁在高速行驶时，车头进风口通道内的推力风扇将高速行驶中迎面而来的空气全部通过进气口吸入并在车厢顶部向后成一定角度喷出产生推力，喷出角度由推力风扇喷气口前的百叶片调节，进气口抽吸空气的速度≥迎面而来的空气流量，使得车头进风口处始终和大气相等。滑铁尾部和车头正好相反，通过车厢顶部吸气由推力风扇将空气从滑铁尾部排气口喷出形成推力并消除车尾的压差阻力。
举例(仅供理解发明内容)
假设滑铁长度与总阻力参照德国ICE350E高铁为例，假设车体高3米，宽3米，长200.2米(车头、车尾各11米、车厢178.2米)，设计在滑铁每个夹层内竖着安装18台做车头+倒着安装14台做车尾的电动涵道发动机做推力。发动机参数如下：推力195Kg，直径81.3cm，高度60cm，功率为70KW，排风量每秒40m3。如果车头推力风扇喷气口与车厢顶之间成30度夹角就能产生86.6％的输出推力，18台推力风扇每秒能抽吸720m3的风量≥车头迎风面698.4m3/s的进风量。14台做车尾推力风扇并抵消滑铁尾部的压差阻力。整列滑铁功率为32台×70KW＝2240KW，总推力为5770Kg，德国高铁1CE350E在时速350公里时受到总阻力为7650Kg，假设滑铁理论阻力是德国高铁阻力的70％，那么时速350公里的滑铁实际推力为5770kg＞滑铁的理论阻力5355Kg。
技术与参数
(1)车厢与车厢的连接
滑铁车厢由众多大约一个座椅长度的车厢串联而成，车厢与车厢连接的截面上有一个个环绕着截面的半球形凹洞，凹洞内有环，每个环对应相连车厢凹洞内的环与之环环相扣，车厢与车厢之间连接处有间隙，间隙之间镶嵌橡胶垫圈起封闭防撞、转弯变形及减小风阻的作用。
(2)车厢与滑刀之间的组合
滑铁车厢底部有二条滑刀凹槽，凹槽顶被固定一条橡胶齿轮状凹凸条，滑刀顶也有齿轮状凹凸被镶嵌在滑刀凹槽内与橡胶齿轮条耦合，齿轮状凹凸起到防止滑刀在凹槽内前后位移，橡胶齿轮条起到减震作用。滑刀是一根长长的横截面成U形状的空心管状材料，滑刀一侧朝车头另一侧朝车尾处开有散热孔，滑刀与凹槽二侧有间隙利于滑刀弯曲变形，滑刀在脱离车厢底凹槽后向外延伸一段距离做转弯导向。
(3)滑轮的安装调试和维护
滑轮是支撑滑刀做高速运动的关健系统，滑轮安装好坏是决定滑铁平稳运行的保障。每个滑轮都可以上下左右调节后再用螺母固定以方便下次拆试维护保养。
(4)制动
当滑铁需要制动时采用关闭车头车尾推力风扇，然后封闭车头车尾推力风扇的百叶片形成车头受阻、车尾负压使滑铁迅速减速，当速度降到合适时，车尾开启反向推力风扇帮助降速直到在车站刹车为止。
(5)车厢与供电
假设滑铁高3米，车厢内部高2.2米，车厢地面与滑铁底之间有0.65米的夹层(设备仓)，夹层(设备仓)内放置动力电池，空调等设备。最新特斯拉升级版powerpack锂电池每块容量已接近300KWh，相当于功率70kW一台推力风扇可以工作4个多小时的容量，即滑铁行驶1400多公里的距离，一列200.2米长的滑铁大约可按装80块这种锂电池。另外随着超快速充电技术的发展，可以利用充电桩对停靠站的滑铁进行超快速充电以补充电能。
(6)关于转弯半径：
以滑铁设计时速350公里为例，
r＝mv2/f(r：转弯半径，单位：米，f：乘客受到向心力，以100牛顿为舒服，单位：牛吨。m：乘客的体重以平均70Kg为例，单位：公斤。v：滑铁每秒滑行的距离，单位：米/秒)
r＝mv2/f＝70×97×97/100＝6586米
(7)滑刀与滑轮之间的横向作用力
以时速350公里，转弯半径6586米，整车自重加乘员及其它重量400吨计算，每米2个滑轮，200.2米长滑铁需接触800个滑轮。F＝mv2/r＝400000x97x97/6586＝571455N＝58312Kg
每个滑轮受滑刀的横向作用力为：F＝58312/800＝73公斤。
(8)滑刀与滑轮之间的接触压力(相当于高铁轮子与轨道之间的接触压力，高铁为6250kg)
F＝400000/800＝500Kg
远远小于高铁轮子对铁轨的接触压力，对路基要求低。

Claims (3)

1.滑刀与滑轮之间的工作原理及滑刀滑轮的形状。
2.车头车尾进出风道与动力源之间形成动力的工作原理以及风道的形状。
3.车厢与车厢之间的连接方法及形状。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1494120A (en) * 1974-12-13 1977-12-07 Japan Airlines Co Magnetically levitated vehicle
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