CN1514745A - 在固定轨道上行进的飞机训练和娱乐装置 - Google Patents

Abstract

一种沿着固定轨道行进的飞机训练或者娱乐装置包括飞机，强迫引导该飞机沿着支撑在轨道支撑件的基础之上的驾驶轨道前进，并且由飞机驾驶员以各种速度驾驶它。该飞机轨道与余暇用途相关，但是也与个别人员的运输用途有关。

Description

在固定轨道上行进的飞机训练和娱乐装置

【技术领域】

本发明涉及一种由沿着固定轨道行进的飞机训练或者娱乐装置构成的装置。在轨道中，强制引导飞机沿着一个驱动轨道行进，该驱动轨道支撑由轨道支撑件支撑在地面之上，并且飞机驾驶员以各种速度来驾驶它。

该飞机轨道可以在消磨空闲时光时使用，但是也可以与个别人员的运输用途有关。

【发明内容】

可以在轨道上、轨道下或者同时轨道上下驱动单座或者多座的飞机。规定的最大速度是165km/h(102.5mph)；然而如果为200km/h也是可以想象的。许多人拥有驾驶执照，但是只有很少人有私人飞机驾驶员的执照。该飞机轨道给人们提供了一个熟悉飞行的真实感觉或者在轨道上开飞机的机会。因为飞机驾驶员可以在飞机轨道上以0到165km/h速度范围内各别的速度来驾驶它，安装阻止和控制系统以防两架或者多架飞机的后端碰撞。最好沿着封闭路线来驾驶。然而，往返(飞机在同样的路线上返回)路线也是可能的。

因此本发明的一个目的是提供一种用来在固定轨道上行进的飞机训练和娱乐装置。

为了模仿真实飞行的感觉而选择了一种类型的飞机，最好是4座的带有原始发动机、驾驶员座舱和内部机舱的单发动机的那种类型。对于机身和机翼来讲，优选使用这样的材料，即：不能被人手压凹，或者不能被在站台进入飞机内的缺乏经验的人员擦伤。同时必须保护原始飞机可以看见的外观。

机身被向上或者向下地支撑在三个位置上。这些支撑件将所有的载荷从飞机骨架传递给起落架。该起落架设计成具备与过山车的车辆结构相似的功能。

起落架包括刚性轴、连接部分和铰接或者可枢转的轴。该铰接轴设计成这样，即：能够自由通过斜坡、具有纵向梯度的弯道或者具有横向梯度的弯道，而不会被挤压或者楔入。飞机的骨架支撑在刚性轴的两个位置，并且一度位于旋转轴的区域内。大于或等于500mm直径的旋转轮、大于或等于400mm直径的导向轮和大于或等于300mm直径的计数轮(counterwheel)安装在每一根刚性的铰接轴上。导向轮解除垂直于轨道的所有正的垂直载荷。转动轮解除与轨道平行的水平载荷。计数轮(counter wheel)解除垂直于轨道的负的载荷。结果使得飞机的脱轨不可能。

轮子最好是聚氨酯。滑板使用在所有的三种类型的轮子区域。在轮子过度磨损或者丢失的情况下，这些滑板防止脱轨，并且允许飞机在轨道上继续滑行。金属片板件布置在所有三种类型的轮子前后，它们从轨道上移动或者清除障碍物，从而防止将飞机开到这些障碍物上，并且防止把这些障碍物夹在轮子和轨道之间。

在该轴的外侧仅仅设置一个旋转导向轮和计数轮(counter wheel)，而非像布置在过山车上如摇杆那样的双胞胎轮，因为半径很大，从而使得轮子的侧滑扮演一个次要的角色，并且轨距变窄对于导向轮来说变得可以忽略。

另外，下面的结构元件必须装在起落架上，即：

制动系统(例如永久磁铁)，垂直制动肋片，以及用于将飞机运输进站并且位于旁轨或者停机轨道上的另外的垂直肋片。由制动肋片也可以承担后面的功能。该垂直肋片与飞机一样长，从而可以将缓冲器布置在前面和后面，以防止在飞机碰撞站台或者停机轨道或者旁轨的情况下损坏该飞机。牵引孔眼和转向指示器也可以设置。

机翼的轮廓是不起作用的，或者在没有起落架和速度V＝165km/h时，具有以飞机的重量加上有效载荷为基础1×g的最大升力。一定程度的升力是需要的，因为它减小了起落架的轮子和轨道之间的摩擦。然而，在操作期间计数轮(counter wheel)高速运转。悬挂在轨道下的飞机的翼展较小，以便机身的支撑件不会太宽。飞机的发动机的输出必须考虑起落架的重量和在轮子之间的摩擦力以及大约800kg的起落架重量。摩擦损失是大约2cm/m；并且旋转轴是±6^Ω。行李舱设置在舱内，可以容纳50kg的行李。

用皮带将乘客固定到座位上，并且在驾驶期间把门锁紧，从而它们不能被意外地打开。因此，只有飞机驾驶员才能打开门锁，并且在启动之前锁紧门，只有在到站的情况下通过人工开锁从外面将锁打开，或者在紧急情况(飞机持久静止)下通过无线电将其打开。

就每一架飞机而言，具有来自控制塔的无线电联系，并且通过在飞机内可以得到的扩音器可以将每一架飞机和控制塔无线电联系起来。飞机的火险保持尽可能的低。虽然禁止吸烟，但是灭火器仍要布置在驾驶员可以达到的地方。具有至少为轨道在地面之上的最大高度的长度的绳梯位于每一扇门的区域内。在紧急情况下，例如停止点火和/或中断燃料的供应，由来自控制塔的无线电可能使飞机停下来。如果燃料箱的容量足以供一天使用，那么这样的安装操作是有利的。为了安全起见，只有在关闭门之后才能启动飞机的发动机，并且不是在站台和停机轨道的整个区域内。

下面是一些有关飞机的近似数据：

飞机加上有效载荷的最大重量＝600kg，有效载荷即：燃料、4个人和50kg行李，以及下至起落架。

翼展＝9m；悬挂的飞机＝7m。

长度＝6m

速度Vmax＝165km/h

垂直正的2g，负的1g(震动和振动附加系数φ＝1.2)

横向：±1g(在底盘上局部为1.6g)，因为已经包括震动和振动系数φ＝1.0)。

纵向：1.5g(来源于制动)

飞机的骨架支撑在三点上，即：一点支撑在前面附加的旋转轴上；两点支撑在后面附加的刚性轴上。在轴之间没有连接装置；或者在轴之间仅仅有一个连接装置。

在下面的3种系统之间有差别：

系统1：在轨道上驾驶的飞机

系统2：在轨道下驾驶的飞机

系统3：在轨道的上面和下面驾驶的飞机

就轨道系统而言，只有钢结构轨道才考虑作为轨道。下面的轨道系统将可供选择：

(1)开口的桁架管系统

(2)焊接的实心壁结构

(3)轧制型材(型材)

(4)张线式钢缆结构

因为飞机的高速运行，当经过弯道时会引起振动和发生问题，所以排除了轨道系统(4)。

因为飞机通过转动轮、导向轮和计数轮(counter wheel)围起一部分(或者轮廓)，所以使用圆管是切实可行的。

对于轨道系统1(在轨道之上的飞机)和轨道系统2(在轨道之下的飞机)而言，可以考虑把三弦或者四弦桁架管装置用作轨道系统(1)(＝开口的桁架管装置)。该轨道系统拥有高的扭转刚度和低的振动敏感度。四弦桁架管系统可以考虑用作轨道系统3(在轨道的上下均有飞机)。

轨道系统2(焊接的实心壁结构)应包含封闭的横截面区域，以获得扭转刚度。

轨道系统3(轧制型材)包括带有焊接到它上面的两根隔开的轨道管的轧制型材(就扭转而言较软)，或者包括两根单独焊接且捆扎在一起的部分，从而底盘的三个轮子可以在该轧制型材的边缘的侧部或者顶上运行。因为静态时较小的变形和在支撑件上驾驶时优良的动态性能，所以推荐穿透延伸(though-extending)的桁架。由轨道的固有重量加上飞机的重力分量的一半而产生的变形应该由预弯曲来补偿，并且由轨道自身的载荷和一架飞机产生的变形在静态载荷下应该不超过f＝I/1000(I＝支撑宽度)。

使用轨道可以获得I≥30m的支撑宽度。对于轨道系统1，该轨道的底边缘位于地面上至少6米的高度，对于轨道系统2和3，该值为地面之上至少8.5米的高度。这样就保证了在轨道下面的空旷的空间形状，其足以提供在飞机轨道下的通行运动。为了观看的原因，轨道也可以局部实质上高于地面很多；然而，这随后将影响到支撑件的结构。

轨道可以在垂直平面内弯曲(跨越高山和山谷)；并且可以在水平面内弯曲(没有纵向梯度和横向梯度的弯曲)，在这种情况下它是弯曲的轨道。可以使轨道翘曲(导致弯曲的斜坡)，并且在这些弯曲中可以具有横向或者纵向的梯度，在这种情况下，它是在空间弯曲的轨道。因为成本的原因，应该避免空间弯曲的轨道。垂直半径Rv≥220m，以便在山谷不超过2g，在高山保持其大于0g。

在以vmax的速度驾驶飞机的区域内，水平半径Rh≥400m，在最大横向梯度β＝18^Ω时的横向加速度与其一起保持在正当的范围内：

在v min＝0m/s时，a＝-0.31g

在v max＝45.83m/s时，a＝+0.20g

在v mean＝35.7m/s时，a＝0g

导致水平弯曲的坡道必须构造有立方抛物线。

一旦根据静态系统的研究已经选择了待要使用的轨道类型，那么就可以固定用来制造轨道的公差。

确定轨道的尺寸必须考虑下面的影响因素：

(A)固有载荷

(B)来自带有所有的动态影响的一架飞机的有效载荷

(C)来自一架在另一架之后的三架飞机的有效载荷，其不受可允许的静态应力的动态影响

(D)在操作中的风速v＝20m/s，根据蒲福风级符合8级风力

(E)根据当地条件的暴风雨、大气压

(F)根据当地条件的地震

(G)根据安装温度和当地条件的D温度

(H)雪荷载和结冰。只有在当地可能发生这些情况的时候，才必须包括这些载荷。这些载荷不必添加在有效载荷上，因为在开动飞机之前必须去除雪和冰。

(I)支撑件的下沉：如果将实际的弹簧包括在当地的结构地基的计算内，并且以一定的时间间隔来测量基础的顶边缘且在计算的位移界限已经超出之后进行修正，那么就不必另外再算支撑件的沉降(下沉)。

必须依据至少20年的寿命来计算该轨道。根据当地的需要，必须保护轨道免受腐蚀。必须考虑震动和/或振动因素，如果不需要太高，那么至少是系数φ：

垂直                        水平

φ＝1.2                     1.6

对于滚动运动(沿着直的路线)的影响来讲，在水平方向必须考虑±0.10×飞机的重量。

因为出现长的直线滑动件，所以最困难的载荷情况将是G(Δ-温度)。然而，必须以这样一种方式构造这些滑动件，即：当在这些滑动件上驾驶时，轮子将不会承受过分的磨损。

对于轨道系统1(在轨道上驾驶的飞机)而言，建议使用由圆管或者轧制型材制造的各个支撑件。对于轨道系统2(飞机在轨道下面)和轨道系统3(飞机在轨道的上面和下面)而言，建议使用由圆管或者轧制部件制造的框架支撑件。可以想象到从轨道延伸到支撑件的单边悬臂梁，但是其中就静态而言是不利的，因为在该情况下轨道被高度扭曲。所有的支撑件向下应该支撑到基础上，尤其是通过预制的混凝土包住的锚固件，因此如果有的话，可以修正支撑件的下沉，并且因为这使得安装更加简单。

为了该轨道系统规定的载荷情况的工作强度，必须确定该支撑件和轨道的尺寸。

如果支撑件布置在地面上车辆能够行驶的地区，那么保护支撑件以免受到碰撞(冲击)载荷，或者必须提供论证它们的强度的计算证据。也可以通过结构措施来实现防止碰撞的保护，例如：

(1)向上延伸的混凝土基础

(2)具有护轨形式的围栏或者其他保护装置

在有效载荷的情况下，支撑件头部的水平方向变形应该为w≤h/600；h＝支撑件的高度。

将轨道和轨道、支撑件和轨道以及支撑件和支撑件之间的连接设计成螺纹连接，因为焊接在该结构场合的连接具有缺陷。

必须在当地研究该支撑件是否必须接地或者必须设置有避雷导体或者避雷线。

根据这样的事实，即：飞机必须停放在盖子下提供服务，以及飞机必须从轨道上移开并且和少数游客一起停到飞机轨道上，但是在繁忙的时间又返回到轨道上，所以需要至少一个转辙器(旁轨平台)。由在直轨部分上的机车安全地驱动飞机向一旁离开主轨道。然后第二直轨部分立即闭合该轨道，从而这一操作仅仅中断很短时间。驱动带有飞机的转辙器平台通过在头端的多条旁轨或者停机轨道，并且之后在马达力的作用下把飞机推到某一旁轨上。应该可以使用几条旁轨或者停机轨道，这样使得接近个别飞机更加灵活。

类似地可以按照相反的顺序使飞机投入营运。必须以这样的方式确保转辙器在主轨道内产生的间隙，即：只有在该轨道部分已经以一种固定的方式又一次闭合该间隙之后才能够重新开始操作。

就目前的飞机轨道而言，从圆形路线驾驶到通向分开的目的地的轨道支路也是可能的，那么在这些地方就要安装也是由控制系统控制的转辙器。

因为飞机驾驶员以从v＝0m/s(停止)到v max＝45.8m/s(最大驾驶速度)的速度范围内的不同速度分别地使用该飞机轨道，所以必须提供制动器。每一架飞机应该在能够被驾驶员(和/或操作员)开动的转动轮上配备至少一个停止制动器，以防止下面的情况：

(1)在无障碍的轨道上向前滚动

(2)在无障碍的轨道上向后滚动

(3)在无障碍轨道上由风推动飞机

如果通过控制塔借助无线电关闭或者取消点火并且中断燃料供应，那么如果滑跑距离太长，所谓的锁紧或者停车制动器就会适度地减慢飞机的速度。可以将轨道的自由距离分成几个区段，每一区段包括在开始和结束之时的安全制动器。在极端的情况下，这些制动器可以变得很长，因为飞机必须从v max＝45.8m/s停下来。必须通过这样的检验来进行研究，即：能够期望被安全带扣绑在座位上的乘客承受0.7g的减速度。在任何情况下，必须保证在紧急情况下关闭点火并且中断燃料供应。

制动距离为：

$s=\frac{v^2}{2\mathrm{xa}}=\frac{{45.82}^2}{2\×0.7\×9.81}=153m$

如下所述实现可以想象的紧急制动：

可以垂直位移的永久磁铁装在飞机的起落架内，并且通过在轨道内153m长的垂直肋片(以固定的方式安装)实现制动。因此，在运转的正常情况下不会发生制动，该永久磁铁位于顶部的起落架内。只有在紧急制动的情况下才会将永久磁铁向下推入垂直肋片的范围内。这一操作或者过程必须是“自动防故障”。

该系统也可与固定的永久磁铁以及可位移的垂直肋片一起发挥作用。

另一种可以想到的紧急制动器可包括装在4个转动轮内的几个制动器，必须保证在这几个区段的开始和结束之时由飞机驾驶员独立于所述“自动防故障”系统而触发。

就操作而言，同一时间只有一架飞机可以出现在该飞机轨道的每一区段内。例外的情况包括营救的情况，在这种情况下，允许第二架飞机(营救车辆)开进该区段，以便于拖引。这就意味着必须单独地监控每一架飞机，例如通过GPS和/或近似变换器和/或使用光束和反射器的间隔控制器。

如果飞机想要进入一个区段，那么在整个区段长度的开始处就要进行询问：飞机能否占据相应的区段。如果该区段已经被占据，那么想要进入的飞机就会自动减速(制动)并且停止。如果该区段是空的，那么飞机可以开进该区段并且报告已占据该区段。当飞机开出该区段时，它报告该区段后面已空出。该区段系统必须是“自动防故障”。

在任何情况下，对于一架飞机来讲，在站台、在转辙器上以及在旁轨上可以得到等候或者保存场地。可以像上述区段那样分别地实现等候或者保存场地(也可以在旁轨或者停机轨道上)，并且这样的场地也包括在控制系统内，就像该转辙器的锁紧一样。

营救和维修车辆必须配备在控制系统。

也应该控制飞机的燃油箱的添加量，从而不会因为空的燃油箱引起操作错乱。

每一架飞机上的双向无线电通讯可以用于与控制塔进行联系。

必须控制驾驶速度，并且如果他的速度很慢，那么就需要驾驶员开得快一些，从而可以避免因为在这些区段的开始之时的不必要的运转停止。在站台的前面监控速度。如果驾驶员的速度太高，那么就会自动开始相配的制动动作。

为了实现区段系统的冗余度，每一架飞机配备有接近测量装置(光束和反射器)，其根据接近制动路线的距离，关闭飞机的点火，中断燃料供应，并且起动制动动作。对于正常起作用的区段系统来将，不会发生这样的情况。然而，这会提高自动防故障的能力。

也可以由控制系统来控制和监控营救车辆。

该区段系统防止了两架或者多架飞机追尾。

所有的乘客都必须系好安全带。在驾驶期间以这样的方式关闭门，即：在有意或者无意的情况下都不能打开门。

下面的可能性用于这一措施：

(a)只能由驾驶员来操作关闭

(b)在起动之前关闭门，只有在到站的情况下从外面通过人工开启或者在紧急情况下(飞机持久静止不动)通过无线电来开启。

在每一架飞机的舱内可以得到至少一个灭火器；另外，在飞机的舱内必须可以得到用来与控制塔通讯的双向无线电系统以及喇叭。

绳梯以固定的方式布置在飞机每一扇门的区域内，其长度至少与该轨道在地面之上的最大高度一致。当乘客在飞机区域内时(上飞机和下飞机以及在营救过程中)，必须不能使螺旋桨旋转或者起动。

仅仅使用从轨道头部接近的营救车辆来牵引损坏在轨道上的飞机。

在最长的时间段内乘客受到的垂直压力为1g。当驾驶飞机通过山谷时短时间内也可以发生2g。当驾驶飞机通过高山时，压力可以接近0g。在曲线中行驶时可以为1.2g。

由于沿着直轨道部分滚动并且当驾驶飞机通过曲线时，通过计算说来，出现±0.3g。然而，由于导向轮的间隙和它们的磨损以及横向阵风的结果，必须想到高达大约±1g的横向加速度。

在此，由于飞机驾驶员的驾驶行为可以产生加速和减速。这些加速和减速受到发动机动力和最大制动转矩的限制。在区段系统内紧急制动情况下，会产生0.7g，这会迫使或者把乘客向前抛入安全带。

驾驶员通过起动发动机、加速飞机、制动和关闭发动机来操作飞机。但是驾驶员不能超过165km/h的最高速度。

以受控和自动的方式来实施所有与安全有关的制动操作(在区段系统内的紧急制动和在进站之前的减速)。

由于上述原因，如果飞机驾驶员具有驾驶执照，那么认为这是足够的。在站台内以及飞机舱内必须张贴具有良好可见度的期望的驾驶员行为指南，如果必须，就要使用几种语言。象形图也是有帮助的。

只有在工作人员已经检查轨道之后(使用营救和维修车辆进行的驾驶检验)才能开始乘客的操作，所述的检查在：

(a)每天早晨

(b)在已经关闭轨道之后，例如为了维修和保养、修理或者不正常的天气条件。

其中，检查也必须包括需要的空旷空间或者无障碍状况，也就是树枝可以再生长并且在风的作用下可以移动进入原先的空旷空间。必须经常去除轨道上的外界物体，其可以包括积雪、霜和冰，必须在驾驶检验期间去除它们，并且如果需要，可以从制动翼片上去除它们，因为否则将不再能够保证制动安全。

在飞机的驾驶检验期间和区段制动内必须进行制动检验。

飞行记录必须列出工作人员基于下面的时间表所需要实施的所有其他检验和检查结果，即：

(1)每天

(2)每周

(3)每月

(4)每年

(5)在不正常的操作状况之后

也可以在晚上和不佳的可见度的情况下操作飞机轨道，因为可以完全自动地保证操作顺序并且超越部分有关飞机驾驶员的任何单独干预。然而，可见度(也有人造灯光)应该大于最长制动距离。

飞机应该配备有允许照亮大于最长制动距离的距离的灯光，并且装备有完全的飞行照明装置。

当风速达到蒲福风级的8级(20m/s)之时，必须停止操作。

在雨天可以继续操作。如果在暴雨天可见度低于需要值的情况下，也应该停止操作。

站台被覆盖并且具有容纳一架在另一架之后直线排列的至少6架飞机的空间。出口应该以这样一种方式位于离开进口的区域内，即：飞机可以在它们之间进行清洗，如果需要，可以进行较小的维修或者保养工作。

如果下飞机或者上飞机需要的时间长于起动时间，那么可以在站台内提供带有转辙器的两根平行轨道，其将会使时间加倍，以用于上飞机或者下飞机。

通过栅栏或者护轨可以保护离开飞机或者上飞机的人员或者乘客碰到飞机。在到站之前开始飞机的制动，在由运输装置进一步运输越过侯机场地的过程中，直到关好门的飞机起动时，必须能转动螺旋桨并且起动螺旋桨。

在起动飞机的区域内，不允许有人。必须监控在到站之前的制动。如果驾驶员感到速度太高，那么可以开始自动制动。侯机场地紧接而至，用于每架飞机的场地均具有运输装置。如果位于飞机前面的侯机场地没有被占据，那么飞机可以继续驾驶到乘客下机的出口，并且停在那儿。如果侯机场地被占据，那么就要停下飞机。对于平稳操作来讲，当在轨道上有飞机时，在区段制动之后应该安排许多侯机场地。否则，在出现操作混乱之时飞机在区段制动时也必须停下来。如果存在两个或者多个站台，那么就可以由此划分在站台之前和在站台内的侯机场地的数量。用来驱使飞机进入旁轨或者停机轨道而使用的转辙器应该与位于该站台前面的区段制动器和站台之间的侯机场地相对应。

该停机轨道或者旁轨的区域被覆盖，并且尤其要保护飞机盛放燃油的区域，并且该区域要配有灭火器和/或洒水装置。

在站台范围内禁止吸烟，并且如果需要，必须以可以看见的方式用几种语言张贴给飞机驾驶员和乘客看的行为信号或者象形图。

至少在晚上操作期间可以获得人造照明，并且提供紧急能源供应以维持整个操作。也有用于残疾人的进口坡道。

带有制动器的运输装置设置在侯机场地内、站台内和停机轨道上或者旁轨上。它可以是带有传动装置的空气轮胎和带有制动器的可逆的电机。该空气轮胎与飞机起落架的支柱接合。

在轨道上发生故障的情况下，当飞机停止时，控制塔通过无线电借助装在飞机舱内的喇叭向乘客演说。如果故障是公知的且持续时间较短，那么乘客仍然可以通过安全带坐在座位上，并且随后一旦故障排除就立即开动飞机。如果不是简单的、持续时间短的故障，那么下面的可能性可以用来疏散乘客：

(a)快速疏散操作

在已经进行飞机制动、停止螺旋桨的旋转并且打开舱门之后，扔出固定布置在飞机舱上的绳梯，并且在飞机驾驶员的监督下，乘客可以爬下飞机到达地面。在飞机上载有残疾人时，可以使用能够通过绳子使其降低到地面的运人装置。

(b)持续时间较长的疏散操作

设立至少一辆特殊的营救和维修车辆，例如，能够向前行驶和向后行驶的汽油或者柴油车辆，能够用它们来检查轨道和轨道支撑件的上部区域。该车辆应该具有6个人的空间，即4名待疏散的乘客和2名操作者。

如果飞机在轨道上停下来，在该飞机前面的轨道是空的，那么就要从站台驾驶营救车辆向后到达不能运行的飞机。然后该营救车辆拖引不能运行的飞机到达站台。如果飞机完全不能再移动，那么就要在2名操作者的监督下将乘客运送到营救车辆上，并且运送到站台。在每一个站台必须能够获得至少一辆营救车辆。

在航行记录上规定维修和保养间隔(将要发生的)并且必须坚持做到。

为了营救和维修或者保养的目的，理想的是，能够由地面上的地面车辆跟随该轨道系统的整个路线，以便在快速营救的情况下乘客也能够下到地面上。在飞机舱内可以得到移动式无线电装置，当借助绳梯离开飞机时飞机驾驶员必须把它携带在身边，从而该驾驶员和/或控制塔能够与在地面上的乘客保持联系。

沿着轨道方向的两侧将大型的可见数字附着在轨道支撑件上，从而在地面上的乘客可以报告他们的确切位置。

将飞机轨道建在支撑件上，并且因此仅仅需要在地面上的一点空间。飞机配备有汽油发动机，并且仅仅产生像小型运动飞机通常发出的噪音那样的噪音。然而由于非常接近地面驾驶它们，所以仅仅在未开发地区建立起包括站台的飞机轨道。在有等候乘客的站台区域内，飞机的发动机不运转，所以实际上仅仅在到站之前由制动器和在站台内由起动操作装置产生噪音。想要骑在飞机轨道上的乘客将期盼听到这种声音。

以这样一种方式构造加油区域以及维修和保养区域，例如用来换油的区域，即：杂质不能渗入地下(地下水)。

在飞机清洁的区域，必须安装汽油和油分离器。由废气造成的空气污染与建造小型的县级飞机场引起的污染相当。然而，这样的废气被直接排放到未开发的地面。

由于飞机轨道建造在支撑件上的高空，所以除了鸟类没有动物能够到轨道上并且危及那里。然而能够设想：由于接近的飞机产生的噪音的作用，所以鸟类将向上飞。然而，在地面上的动物由于噪音作用会受到惊吓而跑开。

飞机轨道的小时容量取决于3个因素：

(1)每架飞机的座位数

(2)起动序列

(3)可用座位的利用程度

$c=\frac{3600}{\mathrm{\ΔT}}\×n\×\frac{\mathrm{\α}}{100\%}$ (每小时人数)

ΔT＝起动频率(秒)

α＝容量利用系数(％)

n＝每架飞机的座位数

对于4座飞机来讲，n＝4

ΔT＝100秒

α＝75％，平均说来4个座位中的3个座位被占据

$\mathrm{Chour}=\frac{3600}{100}\×4\×\frac{75\%}{100\%}=108p/h$

在每天的13个小时：

Cday＝108×13＝1404p/day

在每年的365天：

Cyear＝1404×365＝521,460p/year

对于100秒的加载时间和在站台内具有带转辙器的2条轨道的情况，飞机可以每隔50秒就起动。

$\mathrm{Chour}=\frac{3600}{50}\×4\×\frac{75\%}{100\%}=216p/h$

Cday＝216×13＝2808p/day

Cyear＝2808×365＝1,024,920p/year

最大区段长度

Vmax＝165km/h＝45.83m/s

因为可以发生中断，所以最慢的飞机确定该区段长度。

假设v min＝v max/2，那么v min＝22.92m/s

对于100秒的起动时间来讲：

100×22.92＝2292m

在区段制动器内的制动距离＝-153m

响应时间2秒             ＝-92m

裕量                    ＝-47m

                        Δl₁₀₀＝2000m

对于50秒的起动时间来讲：

50×22.92               ＝1146m

在区段制动器内的制动距离＝-153m

响应时间2秒             ＝-92m

裕量                    ＝-47m

                        Δl₅₀＝850m

如果没有安装固定的区段，并且能够例如通过雷达、GPS、在飞机内带有光束反射器的接近装置冗余地保证其安全，那么以速度v max驾驶的快速飞机就能够追上在它前面的具有下面速度的飞机，即

$V\min =\frac{V\max }{2}$

在153m的制动距离的许多秒后，

Vmin×(T+起动时间)＝Vmax×T+153

起动序列＝100秒：

$T100=\frac{V\min \×100-153}{V\max -V\min }$

起动时间＝50秒：

飞机数量：z

轨道总长度L(m)

起动程序ΔT(秒)

$\mathrm{vmean}=$ $\frac{45.83+22.92}{2}=34.375(m/s)$

站台数量y：

每个站台计算5架上下的附加飞机，2.2架附加飞机作为缓冲飞机，以及1架飞机被修理或者保养。它也包括进站之前和起动的制动。

起动时间100秒：

L＝40km，2个站台

起动时间50秒：

L＝40km，2个站台

系统1(飞机在轨道上)是最低成本的钢结构(轨道和轨道支撑件)，并且可能用于第一飞机轨道。

带有制动器的固定区段系统对于成本和飞机轨道的操作具有实质的影响。当两架飞机彼此接近时弄清楚带有监控和控制系统的系统(自动防故障)是否将进行安全检测及自动触发制动绝对是必要的，从而可以使两架飞机从不碰撞。汽车工业正在努力研究具有接近检测和自动制动的交通引导系统。这种装置(遥测装置)也应该用在当前情况下。

因为飞机驾驶员可以单独确定飞机的速度，所以偏离最大速度的速度基本上与操作(直到停止)和使用的飞机数量有关。上面的考虑是基于这样的假设，即：

$V\min =\frac{V\max }{2}$ 和 $\mathrm{Vmean}=\frac{3}{4}\×V\max$

在操作中，对于“Vmin”和“Vmean”来讲，可以达到较高的值，例如，当达到“Vmin”时，将会给驾驶员出示一项公告：“请开快点”。

对于每一块预想的场地来说，必须与当地许可部门谈判施工许可，并且在许可过程中必须从所有参与者那里获得许可证书。此外，必须澄清在地产之上高架行驶的权利。必须知道或者获得有关该场地的下列信息：

—风力载荷

—地震载荷

—下雪载荷，冰

—Δ-温度

—地面条件

由于目前的方案包括新式的轨道，所以必须建造并且在操作条件、紧急运行条件等情况下测试至少一架包括起落架的飞机原型。

必须在所有各种不同的天气和使用条件(载满的飞机、空飞机、动力故障、紧急停止等)下测试所有的安全部件，例如制动器、接近系统等。必须在尽可能接近真实生命情形的条件下测试营救操作。

可以建造飞机轨道，并且贯穿全年以一种可操作的安全方式来操作它。

【附图说明】

根据下面结合附图进行的详细描述，本发明的其他目的和特征将变得清楚。然而应理解，附图仅仅用来例示，并非最为对本发明的限制。

在图中，相同的参考标号表示贯穿这几幅图的相同的部件；

图1表示带有在轨道的上面和下面的飞机的本发明的系统的正视图；

图2表示其侧视图；

图3表示本发明另一实施例的正视图，画出了在轨道上的飞机；

图4表示图3的实施例的侧视图；

图5表示整个轨道组件和站台的侧视图。

【具体实施方式】

现在详细地参考附图，尤其是图1-5，这些图画出了带有飞机1的本发明的飞机轨道。图中有轨道2，其由高于地面至少几米的合适框架结构3来支撑，并且延伸成为跨越几公里距离的水平铁路轨道。该飞机1可以容纳几位乘客，并且被引导在轨道2上。

飞机1包括控制装置15，其允许至少一位乘客自己将飞机驾驶在铁路轨道2上。

飞机1包括在它的下侧或者上侧的连接转向架4，以便在轨道上引导飞机1。以这样一种方式来设计支撑轨道2的该框架结构3，即：能够悬挂在轨道2上或者骑在轨道2上引导飞机1，如图1和2中所示。

由接近垂直的框架支撑架5和固定在支撑件5的顶侧的轨道2形成框架结构3，从而使飞机1骑在轨道上。

如果飞机1悬挂在轨道2上进行引导，由接近垂直的框架支撑件5和放在支撑件5上的横梁6形成该框架结构。每一根横梁6由两个框架支撑件5来支撑，并且在框架支撑件5之间的间距大于飞机1的翼展12的宽度。

将轨道2固定到管制的网格结构上，该管制的网格结构再依次固定到框架支撑件5上或者固定到横梁6的顶面上。

飞机1最好是4座的、带有原始设备的单发动机的飞机。

在顶侧或者底侧固定到飞机1上的连接转向架4包括刚性轴7、连接部分和旋转轴8。通过轮子9、10、11将飞机1引导在轨道2上。详细说来，飞机1具有装在连接转向架4的轴7、8两端的转动轮9、导向轮10和计数轮(counter wheel)11。

滑板16布置在轮子9、10、11附近，如果轮子掉了或者磨损，该滑板就在轨道2上滑道，从而以这种方式防止脱轨。金属板17布置在轮子9、10、11的前面和/或后面，以便保护这些轮子。

将飞机1的机翼12的轮廓设计成这样，即：不会引起飞机1的上升或者仅仅是非常微小的上升。

飞机1的门13在飞机移动时不能打开。在紧急情况下，通过由控制站18发出的无线电信号可以使飞机1停下来。能够以超过30km/h的速度驾驶飞机1。最好可以以高达至少200km/h的速度来驾驶飞机1。

框架支撑件5沿着铁路轨道彼此之间的间隔等于至少30m，并且轨道2具有在地面之上6m的最小高度。

可以通过控制站18的合适的位置检测系统19(例如GPS)监控飞机1，并且必要，还可以使飞机制动或者加速。轨道被分成部分区段20，其中只有一架飞机1可以移动，因此在飞机1进入部分区段20之前，无线电自动查询装置会对控制站18进行访问，查询部分区段20是否空旷以便于驾驶，并且如果需要，可以由控制站18使飞机1制动。在飞机1和控制站18之间有双向的无线电通讯设备21。

飞机1配备有接近测量装置22，以便于确定在飞机1之间的距离，并且触发飞机1的制动和/或停止。

为了登上飞机1和从飞机1上下来，设有至少一个房顶覆盖的站台23，其中可以一个接一个地将几架飞机1一条线地排列在站台23中。

为了维修工作和改变在轨道上运行的飞机1的数量，设有旁轨24，由此借助合适的固定转辙器25可以到达旁轨上。

因此，虽然仅仅画出且描述了本发明的一些实施形式，但是显然，在不脱离本发明的精神和范围内可以进行许多变化和改进。

Claims (25)

1、一种飞机轨道，其包括：

多条轨，由位于地平面之上至少几米的框架结构来支承这些轨，所述的轨延伸成为跨越几公里距离的水平铁路轨道；以及被引导在所述轨上的至少一辆运载工具。

2、根据权利要求1所述的铁路轨道，其特征在于，该运载工具包括控制装置，其允许至少一名乘客自己在轨道上驾驶该运载工具。

3、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，该运载工具包括在其下面或者上面的连接转向架，以便将该运载工具引导在轨道上。

4、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，支撑该轨道的框架结构设计成这样，即：该运载工具悬挂在该轨道上或者骑在该轨道上而被引导。

5、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，由接近垂直的框架支撑件构成所述框架结构，所述轨固定到所述支撑件顶上。

6、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，由接近垂直的框架支撑件和放在所述支撑件上的横梁形成该框架结构，因此每根横梁由两根框架支撑件来支撑，并且在框架支撑件之间的间隔大于该运载工具的翼展宽度。

7、根据权利要求6所述的飞机轨道，其特征在于，所述轨固定到管制的网格结构上，所述的网格结构固定到框架支撑件上或者固定到横梁的顶上。

8、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，该运载工具由4座的、具有原始设备的单发动机的飞机构成。

9、根据权利要求3所述的具有在轨道上开行的运载工具的飞机轨道，其特征在于，所述连接转向架包括刚性轴、连接部分和旋转轴。

10、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，通过轮子将该运载工具引导在轨上。

11、根据权利要求9所述的飞机轨道，其特征在于，通过安装在连接转向架的轴两端的转动轮、导向轮和计数轮将该运载工具引导在轨道上。

12、根据权利要求9所述的飞机轨道，还包括接近这些轮子布置的滑板，在轮子损失或者磨损的情况下这些滑板在轨道上滑行，以防脱轨。

13、根据权利要求9所述的飞机轨道，还包括布置在这些轮子前面或者后面的金属板，用来保护这些轮子。

14、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，该运载工具具有机翼，并且机翼的轮廓设计成能够预防该运载工具上升或者将这种上升降到最小。

15、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，当该运载工具在运动中时该运载工具的门不能被打开。

16、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，在紧急情况下，通过来自控制站的无线电信号使该运载工具停下来。

17、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，能够以超过30km/h的速度来驾驶该运载工具。

18、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，能够以至少200km/h的高速来驾驶该运载工具。

19、根据权利要求5所述的飞机轨道，其特征在于，沿着该铁路轨道在框架支撑件彼此之间的间隔为至少30m，并且所述轨具有在地平面上6m的最小高度。

20、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，从控制站借助位置检测系统来监控该运载工具，并且使其制动或者加速。

21、根据权利要求20所述的飞机轨道，其特征在于，该轨道被分成多个区段，在区段内只能有一辆运载工具可以运动，其中在该运载工具进入部分区段之前，无线电自动查询装置将访问控制站以查询该区段是否空置以便开行，并且通过控制站制动该运载工具。

22、根据权利要求20所述的飞机轨道，还包括在该运载工具和控制站之间的双向无线电通讯装置。

23、根据权利要求1所述的飞机轨道，其特征在于，该运载工具配备有接近测量装置，以便确定在该运载工具和另一运载工具之间的距离，并且触发制动并使该运载工具停止。

24、根据权利要求1所述的飞机轨道，还包括至少一个房顶覆盖的站台，以便于上下该运载工具，其中几辆运载工具能够一辆在另一辆之后直线地排列在站台内。

25、根据权利要求1所述的飞机轨道，还包括用于维修工作和改变在轨道上操作的运载工具的数量的旁轨，其中通过固定的转辙器到达旁轨。

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