CN116834781A - 上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统，吸气时，飞车的车头螺旋桨将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流通过飞车车身处导流板以及车身螺旋桨作用通过吸气通道压缩至下涵道；压缩时，飞车的底部螺旋桨将气流通过吸气通道压缩至飞车下部的下涵道的压力仓内；喷气时，位于飞车尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车车尾喷出至上涵道，且飞车的尾部螺旋桨将气流引导至车体尾部，实现飞车在管道内喷气式超高速运行。在管道内部构建上下双涵道，有效组织气流，减小了飞车运行阻力，提高超高速飞车的运行效率。

Description

上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统。

背景技术

超高速飞车发展主要需要解决减小阻力和控制噪声两大方面问题，目前的方案是通过低真空管道磁悬浮电磁推进技术，来消除轮轨摩擦阻力减弱气动阻力，通过管道约束可以把噪声控制在管道内部，极大减小了沿线噪声影响，但是同时低真空管道减弱了气动效应，也极大的增加了管道建造、低真空维持、后期维护等多方面的经费支出，低真空管道对遇险逃生，紧急救援、日常检修维护都有诸多不利条件，超高速车体供电也有诸多技术难点，使用电池存储会存在重量问题。

针对上述问题，本发明提出了一种无需低真空、无需磁浮电磁推进技术，在常规大气压下通过上下双涵道的气浮和气动来实现喷气式超高速飞行的上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统。

发明内容

本发明为解决目前超高速飞车所采用的低真空管道存在的技术难点，提供了一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法，

S1：在管道内通过底板将管道内的空间划分为上下双涵道，底板下方的下涵道被隔板划分出多个压力仓；飞车运行于上涵道内，底板上沿运行方向设置有连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

S2：所述运行方法包括吸气、压缩、喷气；

吸气时，飞车的车头螺旋桨将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流通过飞车车身处导流板以及车身螺旋桨作用通过吸气通道压缩至下涵道；飞车顶部与管道之间间隙的气流被间隙约束，并始终处于层流状态；

压缩时，飞车的底部螺旋桨将气流通过吸气通道压缩至飞车下部的下涵道的压力仓内，且底部螺旋桨提供的动力补充气流流动过程中的能量损失，并且使下涵道的压力仓处于动态密封状态；

喷气时，位于飞车尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车车尾喷出至上涵道，且飞车的尾部螺旋桨将气流引导至车体尾部，实现飞车在管道内喷气式超高速运行。

本发明还提供了了一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，包括管道和飞车；

所述管道包括设置于管体内且将管道内的空间划分为上下双涵道的底板，所述底板下方的下涵道被隔板划分出多个压力仓，所述底板边缘与管道的管体密封连接，且底板中部沿运行方向设置有允许气流出入的第一开口，所述第一开口同时作为连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

所述飞车包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体，从俯视方向上看车体车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体车头尖部位于车体下部，所述车体车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨，所述车体车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨，所述车体车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板，所述导流板的板体与车体车身表面之间形成导流缝隙，导流板的板体与车体车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜，导流板的板体宽度从上至下逐渐变宽，所述导流缝隙的气流进口朝向车体车头，且导流缝隙的宽度从上至下逐渐变宽；所述导流缝隙内设置有至少两个车身螺旋桨，所述车体底部沿前后方向并排设置有两排底部螺旋桨，两排底部螺旋桨共同所占车体的宽度与第一开口相适配。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，所述车体底部沿前后方向并排设置有两排车轮，靠近第一开口的底板朝向第一开口中心向下倾斜，两排车轮能够与底板的倾斜处支撑配合。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，两个头部螺旋桨均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨的桨体所在的平面与车体的长度方向相垂直，且两个头部螺旋桨的桨体所在的平面与底板相垂直。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，两个尾部螺旋桨均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨的桨体所在的平面与底板之间具有夹角，且两个尾部螺旋桨的桨体下部朝向车体车头倾斜。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，两排底部螺旋桨对称的设置于车体底部中心位置，同一排的底部螺旋桨的桨体所在的平面位于同一平面内，且两排底部螺旋桨的桨体所在的平面之间具有夹角，两排底部螺旋桨的桨体所在的平面之间的夹角呈上窄下宽设置。

本发明还提供了另外一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，包括管道和飞车；

所述管道包括设置于管体内且将管道内的空间划分为上下双涵道的底板，所述底板下方的下涵道被隔板划分出多个压力仓，所述底板边缘与管道的管体之间的间距形成连通压力仓和上涵道的吸气通道，且底板中部沿运行方向设置有允许气流从压力仓流出至上涵道的第二开口，所述第二开口作为连通压力仓和上涵道的出气通道；

所述飞车包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体，从俯视方向上看车体车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体车头尖部位于车体下部，所述车体车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨，所述车体车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨，所述车体车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板，导流板的板体与车体车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜，且导流板的板体与车体车身表面的连接处宽度从上至下逐渐减小，导流板的板体所形成的导流面从上至下逐渐增大，与导流板相对应的车体前方设置有至少一个车身螺旋桨，位于车体两侧外的车体底部沿前后方向分别设置有一排底部螺旋桨，两排底部螺旋桨分别对应的位于吸气通道。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，所述车体底部沿前后方向并排设置有两排车轮，两排车轮分别能够与第二开口两侧的底板支撑配合。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，两个头部螺旋桨均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨的桨体所在的平面与车体前进方向之间为钝角。

作为本发明运行系统技术方案的进一步改进，两个尾部螺旋桨均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨的桨体所在的平面与车体前进方向之间为钝角。

本发明所述上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法及运行系统，与现有技术相比具有如下有益效果：

1.在管道内部构建上下双涵道，有效组织气流，减小了飞车运行阻力，提高超高速飞车的运行效率。

2.分布式电推进技术（DEP）螺旋桨的布局在空间上更加灵活，配合管道内上下涵道可以以较小的压缩比实现较大的吞气量。

3.通过分布式电推进技术（DEP）实现的边界层吞吸技术和气浮膜技术，有效的减小了车体侧部和车体顶部的气流阻力。

4.可在常压管道内超高速运行，并且可与现有铁路网接轨，降低了建造成本以及运营成本。

5.本发明可应用氢电技术，具有很高的低碳环保价值。本发明适合氢体积能量密度低，质量密度高的特点；氢电技术在管道内只排放水汽，污染有害气体零排放，不会囤积在管道内对乘客造成伤害；氢电装置可与车尾一体设计，大气量与氢电技术排气混合排放，充分利用发电余热做功。

6.规避了气候的影响，有极高的本征安全性，管道对噪声有较好的控制，可全天候全时段运行，有极高的时效性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所述车体的侧视图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的仰视图。

图4为本发明实施例1所述车体的结构示意图。

图5为图1的右视图。

图6为图1的左视图。

图7为本发明实施例1所述管道长度方向的纵剖图。

图8为本发明实施例1所述管道的横剖图。

图9为本发明实施例1所述管道径向纵剖图。

图10为本发明实施例1所述车体的运行气流原理图。

图11为本发明实施例1所述车体车头气流原理图。

图12为本发明实施例1所述车体车尾气流原理图。

图13为本发明实施例2所述车体的侧视图。

图14为本发明实施例2所述车体的结构示意图。

图15为本发明实施例2所述车体的仰视图。

图16为本发明实施例2所述车体的另一结构示意图。

图17为图13的左视图。

图18为图13的右视图。

图19为图17中底部螺旋桨的局部放大图。

图20为本发明实施例2所述管道长度方向的纵剖图。

图21为本发明实施例2所述管道的横剖图。

图22为本发明实施例2所述管道径向纵剖图。

图23为本发明实施例2所述车体的运行气流原理图.

图24为本发明实施例2所述车体的车体运行气流原理图（侧视）。

图中：1-管道，101-底板，102-隔板，103-第一开口，104-第二开口，2-飞车，201-车体，202-车头螺旋桨，203-导流板，204-车身螺旋桨，205-底部螺旋桨，206-尾部螺旋桨，207-车轮，208-尾部导流板，209-第一弧形凹面，210-第二弧形凹面。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明提供了一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法，具体为：

S1：如图20所示，在管道1内通过底板101将管道1内的空间划分为上下双涵道，底板101下方的下涵道被隔板102划分出多个压力仓；飞车2运行于上涵道内，底板101上沿运行方向设置有连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

S2：所述运行方法包括吸气、压缩、喷气（如图10和23所示）；

吸气时，飞车2的车头螺旋桨202将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流通过飞车2车身处导流板203以及车身螺旋桨204作用通过吸气通道压缩至下涵道；飞车2顶部与管道1之间间隙的气流被间隙约束，并始终处于层流状态（由于没有形成涡流紊流的空间条件）；

压缩时，飞车2的底部螺旋桨205将气流通过吸气通道压缩至飞车2下部的下涵道的压力仓内，且底部螺旋桨205提供的动力补充气流流动过程中的能量损失，并且使下涵道的压力仓处于动态密封状态；

喷气时，位于飞车2尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车2车尾喷出至上涵道，且飞车2的尾部螺旋桨206将气流引导至车体尾部，实现飞车2在管道1内喷气式超高速运行。

在本发明中，来流相当于气流，特别指代的是冲着飞车2车头部分的气流。所述吸气通道和出气通道可以为同一通道，也可为不同通道。且所述吸气通道和出气通道可以为一条通道，也可为多条通道。

在非运行状态下，本发明中的管道1内部处于常压环境。解决了低真空管道存在的技术难点以及经费支出等问题。

在本发明中，车身部分的气流在被导流板203导流过程中，导流板203以及车身螺旋桨204通过边界层层吞吸技术，改变气流在车身流动过程中的转捩点，使气流压缩至下涵道的过程中始终处于有序的层流。飞车2在对管道1内的气流进行扰动时，管道内的气流处于相对静止状态，当飞车2运行时，飞车2顶部与管道1之间间隙的气流被间隙约束，被间隙约束且处于层流状态的气流在飞车表面形成气浮膜。

吸气过程中，飞车2车头气流被引入下涵道内，所以飞车2车头气流压强降低；压缩过程中，下涵道内的气流压强增大；喷气过程中，飞车2车尾气流压强增大，使得整个过程中的飞车2的车头与车尾之间存在压强差，且飞车2车尾压强高于飞车2车头；车体201底部和车体201顶部存在压强差且车体201底部压强高于车体201顶部。

对本发明中飞车2在管道1内的升阻比进行估算：

飞车2的尺寸与载重如下：车高2.5m，宽3m，自重10t，额定载员100人，满载重量20t；飞车2在自稳态运行时，升力L与满载时重力G平衡，即：

L=G=Mg=20000kg*9.8N/kg=196000N

在自稳态运行下飞车2处于稳定运行状态，阻力与空气动力平衡，飞车2空气动力由车体2前后压差提供，由于飞车2车身截面积是不规则形状，即截面积S估算为7m²，车头前后的大气压差∆p为0.01bar，压差∆P产生的动力F为：F=∆PS，且动力F与阻力D数值上相等即：F=D；阻力D为：

D=F=∆pS=0.01bar*7m²=0.01*101325pa*7=7092.75N

升阻比为：

K=L/D=27.6339≈28

当车头螺旋桨202、导流板203、车身螺旋桨204以及底部螺旋桨205所提供的升力大于满载时重力时，飞车2在上涵道内上移，下涵道内的压力仓密封效果减弱，压强减小，使得飞车2逐渐下移，在下移过程中下涵道内的压力仓密封效果增强，压强增大，使得飞车2逐渐上移，飞车2在上移和下移调整过程中逐步达到自稳态运行状态。为了提升飞车2在管道1内的自稳态运行状态，在本发明中，所述被隔板102划分出的压力仓均为相同结构以及相同大小的压力仓；且本发明中的管道1为等径管体。

为了加强飞车2在管道1内的启动（相当于飞车2上坡）和制动（相当于飞车2下坡），在本发明中，优选的，在管道1的下涵道内安装高压压力罐，当飞车2的车尾位于高压压力罐前方时，高压压力罐开始排放高压气体，增大车尾压强使车体达到加速上坡或者加速启动的效果；在管道9的下涵道内安装低压压力罐，当在下坡或者制动之前，飞车2车尾行驶到低压压力罐后方时，底部低压压力罐开始排放低压气体，减小飞车2车头压力，使飞车2达到减速下坡或者减速制动的效果。

当飞车2在管道1内左侧倾时，调整车身螺旋桨204，左侧气压增大右侧气压降低，车体将向右偏转，向右偏转后左侧气压减小，右侧气压增大使得车体将向左侧倾，逐步达到平稳位置。

当飞车2在管道1内左侧倾时，飞车2左侧与管道1内壁之间的空间体积减小，压强增大，飞车2右侧与管道1内壁之间的空间体积增大，压强减小，飞车2将向右偏转；飞车2向右偏转，飞车2右侧与管道1内壁之间的空间体积减小，压强增大，飞车2左侧与管道1内壁之间的空间体积增大，压强减小，飞车2将向左偏，如此循环直至转逐步达到飞车2左右两侧空间体积一致即左右两侧压强相等，达到平稳状态

下面对本发明的具体实施例进行详细说明。本发明中所提及各个夹角，是本领域技术人员根据车体201的实际尺寸采用气体力学能够测算出来的。

实施例1

本发明提供了能够实现上述运行方法的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，包括管道1和飞车2；

所述管道1包括设置于管体内且将管道1内的空间划分为上下双涵道的底板101，所述底板101下方的下涵道被隔板102划分出多个压力仓，所述底板101边缘与管道1的管体密封连接，且底板101中部沿运行方向设置有允许气流出入的第一开口103，所述第一开口103同时作为连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

所述飞车2包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体201，从俯视方向上看车体201车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体201车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体201车头尖部位于车体201下部，所述车体201车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨202，所述车体201车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨206，所述车体201车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板203，所述导流板203的板体与车体201车身表面之间形成导流缝隙，导流板203的板体与车体201车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜（如图1所示），导流板203的板体宽度从上至下逐渐变宽，所述导流缝隙的气流进口朝向车体201车头，且导流缝隙的宽度从上至下逐渐变宽；所述导流缝隙内设置有至少两个车身螺旋桨204，所述车体201底部沿前后方向并排设置有两排底部螺旋桨205，两排底部螺旋桨205共同所占车体201的宽度与第一开口103相适配（如图11所示）。

如图1至4所示，在本实施例中，所述车体201的车头尖部与车头钝部之间具有与来流导向配合的第一弧形凹面209，所述车体201的车尾尖部与车尾钝部之间具有与下涵道内的高压气流导向配合的第二弧形凹面210。

如图10（a）所示，吸气时，飞车2的车头螺旋桨202将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流被飞车2车身处的导流板203导向至吸气通道，具体的：气流通过导流缝隙的气流进口进入后，沿着导流缝隙向下且向后延伸，被车身螺旋桨204导流，然后通过导流缝隙的气流出口（导流板203底部）被底部螺旋桨205导向至吸气通道（即第一开口103），然后进入下涵道内的压力仓内。

进一步的，本发明提供了头部螺旋桨202的具体实施例：如图1所示，两个头部螺旋桨202均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨202的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨202的桨体所在的平面与车体201的长度方向相垂直，且两个头部螺旋桨202的桨体所在的平面与底板101相垂直。

如图10（b）所示，压缩时，飞车2的底部螺旋桨205将车头以及车身部分气流通过吸气通道压缩至飞车2下部的下涵道的压力仓内。为了便于将气流导向至吸气通道，本实施例还提供了底部螺旋桨205的具体结构：两排底部螺旋桨205对称的设置于车体201底部中心位置，同一排的底部螺旋桨205的桨体所在的平面位于同一平面内，且两排底部螺旋桨205的桨体所在的平面之间具有夹角，两排底部螺旋桨205的桨体所在的平面之间的夹角呈上窄下宽设置（如图5所示）。

具体的，从飞车2右侧视角度上来看，压缩至下涵道压力仓内的气流呈现出从上至下、从前至后、从下至上的方向流动（顺时针方向）；如图11所示，从飞车2的车尾角度上看，压缩至下涵道压力仓内的气流呈现出从上至下（吸气通道中心至压力仓侧壁）、从下沿着压力仓侧壁向上、从压力仓侧壁至出气通道中心。

喷气时，由于飞车2尾部并未设置底部螺旋桨205，位于飞车2尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车2车尾喷出至上涵道，且飞车2的尾部螺旋桨206将气流引导至车体尾部，实现飞车2在管道1内喷气式超高速运行。

进一步的，本发明提供了尾部螺旋桨206的具体实施例：两个尾部螺旋桨206均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨206的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨206的桨体所在的平面与底板101之间具有夹角，且两个尾部螺旋桨206的桨体下部朝向车体201车头倾斜。

本实施例中，优选的，所述车体201的车身（位于平行四边形中部的矩形区域）总长20m，高2.5m，宽3m。

为了提升飞车2在紧急迫降等突发状况时的安全性，在本实施例中，所述车体201底部沿前后方向并排设置有两排车轮207，靠近第一开口103的底板101朝向第一开口103中心向下倾斜，两排车轮207能够与底板101的倾斜处支撑配合。本实施例中底板101的倾斜能够对两排车轮207起到约束作业，迫使车体201能够沿着底板101中心线行驶，避免因角度问题与管道1侧壁发生碰撞，极大的提升了安全性。在本实施例中，车轮207仅用于为车体201提供支撑导向作用，车轮207与底板101之间为滚动关系，无需动力牵引。优选的，本实施例中的车轮207是采用轻质材料制成的。

为了便于为飞车2上的各个螺旋桨等各部件提供动力，本实施例中可将储电电池安放于车体1底部，充分利用车体空间，有利于电池工作状态下的散热。

实施例2

本发明提供了另外一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统的具体实施例，包括管道1和飞车2；

所述管道1包括设置于管体内且将管道1内的空间划分为上下双涵道的底板101，所述底板101下方的下涵道被隔板102划分出多个压力仓，所述底板101边缘与管道1的管体之间的间距形成连通压力仓和上涵道的吸气通道，且底板101中部沿运行方向设置有允许气流从压力仓流出至上涵道的第二开口104，所述第二开口104作为连通压力仓和上涵道的出气通道；

所述飞车2包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体201，从俯视方向上看车体201车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体201车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体201车头尖部位于车体201下部，所述车体201车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨202，所述车体201车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨206，所述车体201车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板203，导流板203的板体与车体201车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜，且导流板203的板体与车体201车身表面的连接处宽度从上至下逐渐减小，导流板203的板体所形成的导流面从上至下逐渐增大，与导流板203相对应的车体201前方设置有至少一个车身螺旋桨204，位于车体201两侧外的车体201底部沿前后方向分别设置有一排底部螺旋桨205，两排底部螺旋桨205分别对应的位于吸气通道。

如图13至16所示，在本实施例中，所述车体201的车头尖部与车头钝部之间具有与来流导向配合的第一弧形凹面209，所述车体201的车尾尖部与车尾钝部之间具有与下涵道内的高压气流导向配合的第二弧形凹面210。

如图23（a）所示，吸气时，飞车2的车头螺旋桨202将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流被飞车2车身处的导流板203导向至吸气通道，具体的：气流经过车身螺旋桨204被引流至导流板203，气流沿着导流板203向下向后的导流面向下延伸，然后被底部螺旋桨205导向至底板101与管道1之间的间隙中，进而进入下涵道内的压力仓内。

进一步的，本实施例提供了头部螺旋桨202的具体实施例：如图1所示，两个头部螺旋桨202均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨202的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨202的桨体所在的平面与车体201前进方向之间为钝角。

如图23（b）所示，压缩时，飞车2的底部螺旋桨205将车头以及车身部分气流通过吸气通道压缩至飞车2下部的下涵道的压力仓内。为了便于将气流导向至吸气通道，本实施例还提供了底部螺旋桨205的具体结构（如图19所示）：两排底部螺旋桨205对称的位于车体201底部外侧，两排底部螺旋桨205的桨体所在的平面位于同一平面内，且两排底部螺旋桨205的桨体所在的平面与底板101平行。本实施例中，底部螺旋桨205的三分之一桨体部分位于车体201底部，三分之二桨体部分位于车体201外。

具体的，从飞车2的右侧视角度上看，压缩至下涵道压力仓内的气流呈现出从上至下、从前至后、从下至上的方向流动（顺时针方向）；如图24所示，从飞车2的车尾角度上看，压缩至下涵道压力仓内的气流呈现出从压力仓侧壁上方沿着侧壁向下、从压力仓底部中心向上延伸至出气通道中心。

喷气时，由于飞车2尾部并未设置底部螺旋桨，位于飞车2尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车2车尾喷出至上涵道，且飞车2的尾部螺旋桨206将气流引导至车体尾部，实现飞车2在管道1内喷气式超高速运行。

进一步的，本发明提供了尾部螺旋桨206的具体实施例：两个尾部螺旋桨206均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨206的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨206的桨体所在的平面与车体201前进方向之间为钝角。

本实施例中，为了配合飞车2车尾气动结构且将气流引导至车尾，如图18所示，本实施例所述飞车2车尾中部沿长度方向设置有尾部导流板208。尾部导流板208能够将由压力仓的出气通道喷出的高压气流分流，分流的气流由对应的尾部螺旋桨206引流至车尾。

优选的，所述车体201底部沿前后方向并排设置有两排车轮207，两排车轮分别能够与第二开口104两侧的底板101支撑配合。在本实施例中，由于吸气通道和出气通道为不同的通道，所以底板101中部无需设置与车轮207约束配合的倾斜结构，但是为了避免在升降过程中车体201与底板101之间发生摩擦，本实施例所述车体201上也同样设置车轮207，且本实施例中车轮207仅起到支撑作用，无需动力牵引。如图17所示，本实施例中的车轮207的轮体的三分之一部分位于车体201外。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，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各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (10)

1.一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行方法，其特征在于，

S1：在管道（1）内通过底板（101）将管道（1）内的空间划分为上下双涵道，底板（101）下方的下涵道被隔板（102）划分出多个压力仓；飞车（2）运行于上涵道内，底板（101）上沿运行方向设置有连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

S2：所述运行方法包括吸气、压缩、喷气；

吸气时，飞车（2）的车头螺旋桨（202）将上涵道内车头处大部分来流通过吸气通道压缩至下涵道；车头处小部分气流通过飞车（2）车身处导流板（203）以及车身螺旋桨（204）作用通过吸气通道压缩至下涵道；飞车（2）顶部与管道（1）之间间隙的气流被间隙约束，并始终处于层流状态；

压缩时，飞车（2）的底部螺旋桨（205）将气流通过吸气通道压缩至飞车（2）下部的下涵道的压力仓内，且底部螺旋桨（205）提供的动力补充气流流动过程中的能量损失，并且使下涵道的压力仓处于动态密封状态；

喷气时，位于飞车（2）尾部的下涵道的压力仓动态密封状态被破坏，下涵道内的高压气流从出气通道沿着飞车（2）车尾喷出至上涵道，且飞车（2）的尾部螺旋桨（206）将气流引导至车体尾部，实现飞车（2）在管道（1）内喷气式超高速运行。

2.一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，包括管道（1）和飞车（2）；

所述管道（1）包括设置于管体内且将管道（1）内的空间划分为上下双涵道的底板（101），所述底板（101）下方的下涵道被隔板（102）划分出多个压力仓，所述底板（101）边缘与管道（1）的管体密封连接，且底板（101）中部沿运行方向设置有允许气流出入的第一开口（103），所述第一开口（103）同时作为连通压力仓和上涵道的吸气通道和出气通道；

所述飞车（2）包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体（201），从俯视方向上看车体（201）车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体（201）车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体（201）车头尖部位于车体（201）下部，所述车体（201）车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨（202），所述车体（201）车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨（206），所述车体（201）车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板（203），所述导流板（203）的板体与车体（201）车身表面之间形成导流缝隙，导流板（203）的板体与车体（201）车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜，导流板（203）的板体宽度从上至下逐渐变宽，所述导流缝隙的气流进口朝向车体（201）车头，且导流缝隙的宽度从上至下逐渐变宽；所述导流缝隙内设置有至少两个车身螺旋桨（204），所述车体（201）底部沿前后方向并排设置有两排底部螺旋桨（205），两排底部螺旋桨（205）共同所占车体（201）的宽度与第一开口（103）相适配。

3.根据权利要求2所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，所述车体（201）底部沿前后方向并排设置有两排车轮（207），靠近第一开口（103）的底板（101）朝向第一开口（103）中心向下倾斜，两排车轮（207）能够与底板（101）的倾斜处支撑配合。

4.根据权利要求2所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，两个头部螺旋桨（202）均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨（202）的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨（202）的桨体所在的平面与车体（201）的长度方向相垂直，且两个头部螺旋桨（202）的桨体所在的平面与底板（101）相垂直。

5.根据权利要求2所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，两个尾部螺旋桨（206）均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨（206）的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨（206）的桨体所在的平面与底板（101）之间具有夹角，且两个尾部螺旋桨（206）的桨体下部朝向车体（201）车头倾斜。

6.根据权利要求2所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，两排底部螺旋桨（205）对称的设置于车体（201）底部中心位置，同一排的底部螺旋桨（205）的桨体所在的平面位于同一平面内，且两排底部螺旋桨（205）的桨体所在的平面之间具有夹角，两排底部螺旋桨（205）的桨体所在的平面之间的夹角呈上窄下宽设置。

7.一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，包括管道（1）和飞车（2）；

所述管道（1）包括设置于管体内且将管道（1）内的空间划分为上下双涵道的底板（101），所述底板（101）下方的下涵道被隔板（102）划分出多个压力仓，所述底板（101）边缘与管道（1）的管体之间的间距形成连通压力仓和上涵道的吸气通道，且底板（101）中部沿运行方向设置有允许气流从压力仓流出至上涵道的第二开口（104），所述第二开口（104）作为连通压力仓和上涵道的出气通道；

所述飞车（2）包括侧视投影呈类平行四边形、正视投影呈半圆形的车体（201），从俯视方向上看车体（201）车头尖部宽度逐渐加宽过渡至车身，车体（201）车尾宽度从车身处逐渐减小，所处车体（201）车头尖部位于车体（201）下部，所述车体（201）车头中部对称并排设置有两个头部螺旋桨（202），所述车体（201）车尾中部对称并排设置有两个尾部螺旋桨（206），所述车体（201）车身侧边沿前后方向并排设置有多个导流板（203），导流板（203）的板体与车体（201）车身表面的连接处从上至下逐渐靠向车尾倾斜，且导流板（203）的板体与车体（201）车身表面的连接处宽度从上至下逐渐减小，导流板（203）的板体所形成的导流面从上至下逐渐增大，与导流板（203）相对应的车体（201）前方设置有至少一个车身螺旋桨（204），位于车体（201）两侧外的车体（201）底部沿前后方向分别设置有一排底部螺旋桨（205），两排底部螺旋桨（205）分别对应的位于吸气通道。

8.根据权利要求7所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，所述车体（201）底部沿前后方向并排设置有两排车轮（207），两排车轮分别能够与第二开口（104）两侧的底板（101）支撑配合。

9.根据权利要求7所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，两个头部螺旋桨（202）均为两叶正反桨对称的桨体，且两个头部螺旋桨（202）的桨体所在的平面位于同一平面内，两个头部螺旋桨（202）的桨体所在的平面与车体（201）前进方向之间为钝角。

10.根据权利要求7所述的一种上下双涵道喷气式管道超高速飞车运行系统，其特征在于，两个尾部螺旋桨（206）均为两叶正反桨对称的桨体，且两个尾部螺旋桨（206）的桨体所在的平面位于同一平面内，两个尾部螺旋桨（206）的桨体所在的平面与车体（201）前进方向之间为钝角。