CN109029898A - 风洞试验列车滑动加速装置及加速系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风洞试验列车滑动加速装置，其包括列车模型和牵引动力车，列车模型和牵引动力车之间设有脱离释放开关，脱离释放开关适于维持列车模型与牵引动力车相互连接或脱离；卷扬机，其由牵拉绳与牵引动力车相连接；卷扬机由牵拉绳牵拉牵引动力车沿轨道运动，脱离释放开关维持列车模型和牵引动力车相互连接，并将列车模型拖拽至轨道的预定实验高度，然后，脱离释放开关维持列车模型和牵引动力车脱离，将列车模型释放。该技术方案能够使列车模型在风洞内自由滑行运动。另外，本发明还提供了一种基于该滑动加速装置的风洞试验列车加速系统，其能够模拟移动列车在桥梁上的气动性能，再现列车在桥梁上的运行状态。

Description

风洞试验列车滑动加速装置及加速系统

技术领域

本发明涉及一种风洞试验列车滑动加速装置，以及基于该滑动加速装置的加速系统。

背景技术

列车空气动力学以及“风-车-桥”研究的目的主要是保障列车在运行过程中的安全，对于列车空气动力学而言主要涉及气动减阻，稳定性研究，提供列车运行的安全舒适性和环境友好共存的影响研究；另一方面，“风-车-桥”领域的研究内容主要涉及横风作用下列车的安全稳定性以及气动干扰。

目前，主要研究方法有三种，风洞试验，数值模拟以及实际线路上的测量。就列车以及车-桥系统而言主要是采用风洞试验对其进行研究，列车的气动力特性以及车-桥系统之间的气动干扰均以采用风洞试验更为直观方便。而目前常常采用的风洞试验大部分均以静态模拟为主，而实际列车运行状况中这种模拟方式并不能很好的反应列车在运行过程中的气动干扰效应，特别是交汇问题以及列车受到周围附属设施影响的空气动力学问题，均需采用移动列车试验装置为佳，二者需相辅相成。

目前在风洞试验方面，有很多国家及地区通过加长制造了专门研究列车试验的风洞，但基本将列车处于静止状态。由于目前大部分地区，风洞试验与动模型试验装置均很难统一协调。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种能够使列车模型在风洞内自由滑行运动的风洞试验列车滑动加速装置。

本发明的第二目的在于提供一种基于该滑动加速装置的风洞试验列车加速系统，其能够模拟移动列车在桥梁上的气动性能，再现列车在桥梁上的运行状态。

本发明的技术方案如下：

一种风洞试验列车滑动加速装置，其包括：

-列车模型和牵引动力车，所述列车模型和所述牵引动力车之间设有脱离释放开关，所述脱离释放开关适于维持所述列车模型与所述牵引动力车相互连接或脱离；

-卷扬机，其由牵拉绳与所述牵引动力车相连接；

所述卷扬机由牵拉绳牵拉所述牵引动力车沿轨道运动，所述脱离释放开关维持所述列车模型和所述牵引动力车相互连接，并将所述列车模型拖拽至轨道的预定实验高度，然后，所述脱离释放开关维持所述列车模型和所述牵引动力车脱离，将所述列车模型释放。

优选地，上述的风洞试验列车滑动加速装置，其中所述脱离释放开关包括设置于所述列车模型尾部的吸引耦合组件，以及设置于所述牵引动力车上的电磁控制器，所述电磁控制器适于与远程遥控器信号连接，并与所述吸引耦合组件相互作用。

优选地，上述的风洞试验列车滑动加速装置，其中所述吸引耦合组件为钢铁板。

优选地，上述的风洞试验列车滑动加速装置，其中所述列车模型与所述牵引动力车位于同一轨道，且所述牵引动力车位于所述列车模型尾部的后方。

优选地，上述的风洞试验列车滑动加速装置，其中所述牵引动力车包括动力装置，其适于通过自身动力向前到达所述列车模型的静止位置。

一种风洞试验列车加速系统，包括桥跨模型、位于桥跨模型两端的滑行弯轨，以及支撑架，其还包括如上述任意一项所述的风洞试验列车滑动加速装置，所述滑动加速装置置于所述桥跨模型的轨道上方。

优选地，上述的风洞试验列车加速系统，其中所述牵引动力车适于滑动至所述滑行弯轨的最顶端。

优选地，上述的风洞试验列车加速系统，其中所述卷扬机安装设置于所述支撑架，所述牵拉绳一端连接所述卷扬机，另一端通过滑轮连接于所述牵引动力车。

优选地，上述的风洞试验列车加速系统，其中所述滑行弯轨与所述桥跨模型可拆卸式连接，连接处无缝对接。

优选地，上述的风洞试验列车加速系统，其中所述滑行弯轨沿风洞侧墙向上弯曲，顶部为直行。

本发明提供的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)该技术方案的风洞试验列车滑动加速装置通过在列车模型和牵引动力车之间设置脱离释放开关，脱离释放开关具有维持列车模型与牵引动力车相互连接或脱离，当需要将列车模型移动至预定实验高度时，脱离释放开关使列车模型和牵引动力车维持相互连接的状态，然后依靠卷扬机和牵拉绳牵拉牵引动力车同时带动列车模型移动，列车模型被拖拽运动至预定实验高度，然后脱离释放开关将列车模型与牵引动力车脱离，列车模型被释放，沿轨道向下加速滑行，让列车模型重力势能转化为动能，提供列车在风洞内的试验初速度；另外，牵引动力车本身具有动力，其可以依靠自身动力在轨道上滑动，如滑动至列车模型静止位置，然后通过脱离释放开关与列车模型维持连接状态；当然，在卷扬机通过牵拉绳牵拉牵引动力车时其也可以通过自身动力辅助运动，如此，该技术方案为物体的移动以及牵拉回原点提供了有效的动力控制，在实验过程中减少更换工况的时间，提高了试验效率。

(2)该技术方案的风洞试验列车滑动加速装置中脱离释放开关可以采用电磁控制器，以及结合与电磁控制器相互配合的吸引耦合组件，电磁控制器工作时，电磁控制器与吸引耦合组件相互吸引，停止工作时，电磁控制器与吸引耦合组件相互分离，其中电磁控制器设置于牵引动力车上，吸引耦合组件设置于列车模型的尾部，其通过电磁控制器与吸引耦合组件之间的吸引与分离实现牵引动力车与列车模型之间的连接与脱离；而且，电磁控制器可与远程遥控器信号控制连接，其可以保证在实现牵引动力车与列车模型之间连接与脱离时，避免开门操作，防止对实验室内静压产生影响，提高试验精度。

(3)该技术方案的风洞试验列车加速系统中的桥跨模型是高速铁路典型桥梁模型，包括梁体和桥面轨道，采用上述所述的滑动加速装置可提供列车在风洞内的试验初速度，如此，有效解决了列车在桥面轨道上移动，适用于列车模型在桥梁上运行时的气动性能试验模拟，真实地反映了气动干扰效应，再现了实际列车在线路上的运行状态，另外风洞试验以0～20m/s风速进行横风模拟，能够有效模拟横风对车-桥系统的影响，很好地实现了横风作用下的移动车-桥系统气动特性风洞试验的有效测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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它的附图。

图1为本发明风洞试验列车加速系统的结构示意图；

图2为本发明风洞试验列车加速系统的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种风洞试验列车滑动加速装置，其包括：

-列车模型4和牵引动力车7，所述列车模型4和所述牵引动力车7之间设有脱离释放开关，所述脱离释放开关适于维持所述列车模型4与所述牵引动力车7相互连接或脱离；

-卷扬机，包括卷扬机电机12和转轴11，其由牵拉绳9与所述牵引动力车7相连接；

所述卷扬机由牵拉绳9牵拉所述牵引动力车7沿轨道运动，所述脱离释放开关维持所述列车模型4和所述牵引动力车7相互连接，并将所述列车模型4拖拽至轨道的预定实验高度，然后，所述脱离释放开关维持所述列车模型4和所述牵引动力车7脱离，将所述列车模型4释放。

该技术方案通过在列车模型4和牵引动力车7之间设置脱离释放开关，脱离释放开关具有维持列车模型4与牵引动力车7相互连接或脱离，当需要将列车模型4移动至预定实验高度时，脱离释放开关使列车模型4和牵引动力车7维持相互连接的状态，然后依靠卷扬机和牵拉绳9牵拉牵引动力车同时带动列车模型4移动，列车模型4被拖拽运动至预定实验高度，然后脱离释放开关将列车模型4与牵引动力车7脱离，列车模型4被释放，沿轨道向下加速滑行，让列车模型重力势能转化为动能，提供列车模型在风洞内的试验初速度。该技术方案为物体的移动以及牵拉回原点提供了有效的动力控制，在实验过程中减少更换工况的时间，提高了试验效率。

其中所述脱离释放开关包括设置于所述列车模型4尾部的吸引耦合组件5，以及设置于所述牵引动力车7上的电磁控制器6，所述电磁控制器6适于与远程遥控器信号连接，并与所述吸引耦合组件5相互作用。

该技术方案脱离释放开关可以采用电磁控制器6，以及结合与电磁控制器6相互配合的吸引耦合组件5，电磁控制器6工作时，电磁控制器6与吸引耦合组件5相互吸引，停止工作时，电磁控制器6与吸引耦合组件5相互分离，其中电磁控制器6设置于牵引动力车7上，吸引耦合组件5设置于列车模型4的尾部，其通过电磁控制器6与吸引耦合组件5之间的吸引与分离实现牵引动力车4与列车模型7之间的连接与脱离；而且，电磁控制器6可与远程遥控器信号控制连接，其可以保证在实现牵引动力车7与列车模型4之间连接与脱离时，避免开门操作，防止对实验室内静压产生影响，提高试验精度。

所述吸引耦合组件5优选采用钢铁板，当然还可以采用其他与电磁控制器6可相互吸引、分离的结构件。

另外，为了方便牵引动力车7与列车模型4相互结合与脱离，所述列车模型4与所述牵引动力车7位于同一轨道，且所述牵引动力车7位于所述列车模型4尾部的后方。

其中所述牵引动力车7包括动力装置8，其适于通过自身动力向前到达所述列车模型4的静止位置。

牵引动力车7本身具有动力，其可以依靠自身动力在轨道上滑动，如滑动至列车模型静止位置，然后通过脱离释放开关与列车模型维持连接状态；当然，在卷扬机通过牵拉绳牵拉牵引动力车时其也可以通过自身动力辅助运动。

一种风洞试验列车加速系统，包括桥跨模型、位于桥跨模型两端的滑行弯轨15，以及支撑架(1，13)，其还包括如上述所述的风洞试验列车滑动加速装置，所述滑动加速装置置于所述桥跨模型的轨道上方。

该技术方案的风洞试验列车加速系统中的桥跨模型是高速铁路典型桥梁模型，包括梁体3和桥面轨道2，采用上述所述的滑动加速装置可提供列车在风洞内的试验初速度，如此，有效解决了列车在桥面轨道上移动，适用于列车模型在桥梁上运行时的气动性能试验模拟，真实地反映了气动干扰效应，再现了实际列车在线路上的运行状态，另外风洞试验以0～20m/s风速进行横风模拟，即风洞试验段14所示区域，能够有效模拟横风对车-桥系统的影响，很好地实现了横风作用下的移动车-桥系统气动特性风洞试验的有效测试。

其中所述牵引动力车7适于滑动至所述滑行弯轨15的最顶端，而且两侧滑行弯轨15均在列车模型的前进方向具有缓冲作用。

其中所述卷扬机安装设置于所述支撑架13，所述牵拉绳9一端连接所述卷扬机，另一端通过滑轮10连接于所述牵引动力车7。

其中所述滑行弯轨15与所述桥跨模型可拆卸式连接，连接处无缝对接。

其中所述滑行弯轨15沿风洞侧墙向上弯曲，顶部为直行，以最大化利用风洞截面长度的同时有效增加试验长度，增大列车模型4加速。

另外，还值得一提的是：试验桥跨模型为平行的双线对开铁路，车辆模型双向对开，可满足目前双线列车的实际试验需求，同时两端弯轨起到了很好的加减速作用，提高了试验效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种风洞试验列车滑动加速装置，其特征在于，包括：

-列车模型和牵引动力车，所述列车模型和所述牵引动力车之间设有脱离释放开关，所述脱离释放开关适于维持所述列车模型与所述牵引动力车相互连接或脱离；

-卷扬机，其由牵拉绳与所述牵引动力车相连接；

所述卷扬机由牵拉绳牵拉所述牵引动力车沿轨道运动，所述脱离释放开关维持所述列车模型和所述牵引动力车相互连接，并将所述列车模型拖拽至轨道的预定实验高度，然后，所述脱离释放开关维持所述列车模型和所述牵引动力车脱离，将所述列车模型释放。

2.根据权利要求1所述的风洞试验列车滑动加速装置，其特征在于：所述脱离释放开关包括设置于所述列车模型尾部的吸引耦合组件，以及设置于所述牵引动力车上的电磁控制器，所述电磁控制器适于与远程遥控器信号连接，并与所述吸引耦合组件相互作用。

3.根据权利要求2所述的风洞试验列车滑动加速装置，其特征在于：所述吸引耦合组件为钢铁板。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的风洞试验列车滑动加速装置，其特征在于：所述列车模型与所述牵引动力车位于同一轨道，且所述牵引动力车位于所述列车模型尾部的后方。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的风洞试验列车滑动加速装置，其特征在于：所述牵引动力车包括动力装置，其适于通过自身动力向前到达所述列车模型的静止位置。

6.一种风洞试验列车加速系统，包括桥跨模型、位于桥跨模型两端的滑行弯轨，以及支撑架，其特征在于：还包括如权利要求1至5任意一项所述的风洞试验列车滑动加速装置，所述滑动加速装置置于所述桥跨模型的轨道上方。

7.根据权利要求6所述的风洞试验列车加速系统，其特征在于：所述牵引动力车适于滑动至所述滑行弯轨的最顶端。

8.根据权利要求6所述的风洞试验列车加速系统，其特征在于：所述卷扬机安装设置于所述支撑架，所述牵拉绳一端连接所述卷扬机，另一端通过滑轮连接于所述牵引动力车。

9.根据权利要求6所述的风洞试验列车加速系统，其特征在于：所述滑行弯轨与所述桥跨模型可拆卸式连接，连接处无缝对接。

10.根据权利要求6所述的风洞试验列车加速系统，其特征在于：所述滑行弯轨沿风洞侧墙向上弯曲，顶部为直行。