KR101064218B1 - 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치 - Google Patents

초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101064218B1
KR101064218B1 KR1020090035685A KR20090035685A KR101064218B1 KR 101064218 B1 KR101064218 B1 KR 101064218B1 KR 1020090035685 A KR1020090035685 A KR 1020090035685A KR 20090035685 A KR20090035685 A KR 20090035685A KR 101064218 B1 KR101064218 B1 KR 101064218B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
rotating body
train
opening
high speed
Prior art date
Application number
KR1020090035685A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100116982A (ko
Inventor
이형우
권혁빈
이영훈
강부병
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020090035685A priority Critical patent/KR101064218B1/ko
Publication of KR20100116982A publication Critical patent/KR20100116982A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101064218B1 publication Critical patent/KR101064218B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/08—Railway vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems
    • B61B13/10—Tunnel systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/60—Testing or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/08—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for statics or dynamics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

본 발명은 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치에 관한 것으로, 선형전동기에 의해 회전력을 제공받는 회전체; 상기 회전체의 일측에 대응 설치되며, 회전체와 마주보는 측에는 원호 형태로 개구부가 형성된 환상형의 튜브; 상기 개구부를 통해 회전체와 연결바로 연결되어, 회전체의 회전에 의해 튜브 내에서 연동 회전하는 주행체를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명은 주행체가 주행하기 위한 튜브를 직선형이 아닌 환상형으로 구성함으로써, 초고속 튜브 트레인의 핵심 기술인 추진시스템 및 공력, 진공 기술 등을 제한된 공간 안에서 시험할 수 있으므로, 공간 활용도 및 경제성을 향상시킬 수 있다.
튜브 트레인, 아진공, 자기부상열차

Description

초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치{Test Apparatus of tube train}
본 발명은 아진공 상태의 튜브 내에서 주행하는 열차의 추진 및 공력에 대한 성능 시험을 위한 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치에 관한 것이다.
'초고속 튜브 트레인'은 자기부상열차가 가지는 속도의 한계를 극복하기 위하여 튜브라는 밀폐된 공간을 아진공 상태로 만들어 주행하는 튜브 철도 시스템이다. 즉, 궤도를 튜브로 감싸고 0.05∼0.4기압의 아(亞)진공 상태에서 시속 700∼800㎞로 달릴 수 있는 것으로, 현재 독일, 일본, 스위스, 한국 등에서 기초기술 확보를 위한 연구가 진행 중이다.
기존의 자기부상열차는 공기저항 및 점착 구동방식의 한계로 인하여 열차의 초고속화에 어려움이 있다. 따라서 튜브 구조물을 만들고 그 안에서 아진공상태를 유지하여 공기저항을 줄이고, 선형전동기를 이용하여 비점착 구동을 함으로써 500km/h 이상의 초고속 운행을 가능케 할 수 있다.
이러한 초고속 튜브 트레인은 그 핵심기술인 추진, 공력, 진공 기술 등의 성능 시험을 위하여 실 모델 전에 시험장치를 이용한 성능분석이 필요하다.
이에 따라 기존에는 실 모델과 유사한 환경에서 성능 시험이 가능한 직선 선로의 시험기가 존재하는데, 이러한 초고속 튜브 트레인의 성능 시험을 위해서는 매우 긴 직선 구간의 시험선로가 필요하며 이는 건설비의 직접적인 증가로 이어진다. 또한, 건설비 및 부지확보의 어려움으로 인해 제한된 직선의 시험선로에서의 튜브 트레인 시험은 속도의 제곱에 비례하는 공기 저항을 충분히 시험할 수 없으므로 그 성능을 정확하게 분석할 수 없다.
본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 과제는 무한궤도를 이용하여 초고속 주행이 가능하도록 하는 시스템으로서, 튜브 안에서의 주행체의 초고속 주행 및 공력의 성능 분석을 가능하게 하는 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 선형전동기에 의해 회전력을 제공받는 회전체; 상기 회전체의 일측에 대응 설치되며, 회전체와 마주보는 측에는 원호 형태로 개구부가 형성된 환상형의 튜브; 상기 개구부를 통해 회전체와 연결바로 연결되어, 회전체의 회전에 의해 튜브 내에서 연동 회전하는 주행체를 포함하는 초고속 튜브 트레인의 주행 및 공력 시험장치가 제공된다.
이상에서 기술한 바와 같이, 본 발명은 주행체가 주행하기 위한 튜브를 직선형이 아닌 환상형으로 구성함으로써, 초고속 튜브 트레인의 핵심 기술인 추진시스템 및 공력, 진공 기술 등을 제한된 공간 안에서 시험할 수 있으므로, 공간 활용도 및 경제성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치를 첨부 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명의 시험장치는 초고속 튜브 트레인의 추진시스템, 공력, 진공 기술 등을 시험할 수 있는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주행체(트레인)가 내재되는 아진공 상태의 튜브(10)와, 튜브(10) 내의 주행체(60)를 회전시키기 위한 회전체(40)를 포함한다.
튜브(10)는 그 내부에 시험대상인 주행체(60)가 삽입될 수 있도록 충분한 내용적을 가지고, 한정된 공간 내에서 주행체(60)가 회전할 수 있도록 환상형으로 이루어지며, 회전체(40)와 대응되는 높이를 갖도록 받침대(20)에 의해 지지된다.
튜브(10)의 일측에는 원호 형상으로 개구부(11)가 형성되고, 이 개구부(11)를 통해 연결바(30)의 일단이 주행체(60)와 연결된다. 이때, 개구부(11)의 연결바(30)와 맞닿는 부분에는 일정 간격으로 다수의 마찰감소부재(12) 예컨대, 볼베어링이 설치되어 연결바(30)의 이동시 마찰저항을 최소화하는 것이 바람직하다. 이때, 튜브(10) 안에 삽입되는 연결바(30)는 튜브(10)의 진공상태에 커다란 영향을 주지 않도록 최대한 두껍지 않게 설계하는 반면, 초고속 회전에 무리가 없는 강도를 지녀야 한다.
한편, 튜브(10)는 실제 상황에 맞게 아진공 상태와 최대한 유사하게 형성되어야 하므로, 개구부(11)에 맞닿는 연결바(30)의 상ㆍ하면과 개구부(11)의 양측에는 숄과 같은 기밀유지부재가 결합되는 것이 바람직하다. 또한, 회전체(40)와 동일 한 반경의 튜브 구조물을 회전체(40) 옆에 설치하고, 튜브(10) 내의 기압을 조절할 수 있는 진공장치를 부착한다.
회전체(40)는 연결바(30)의 타단에 결합되어 주행체(60)를 소정 속도로 회전시키는 것으로, 튜브(10)와 동일한 반경으로 튜브(10)의 일측에 설치된다. 이러한 회전체(40)는 실제 초고속 튜브 트레인의 선형전동기를 근사 모델링할 수 있도록 일정 반경 이상(직경 15m 내외)으로 추진시스템을 구성한다.
회전체(40)의 하측에는 회전체(40)에 회전력을 제공하기 위한 선형전동기(50)가 설치되고, 회전체(40)는 선형전동기(50)에 대응하는 선형전동기의 이동체를 부착하여 무한궤도의 초고속 주행이 가능케 한다. 즉, 회전체(40)의 하측에 선형전동기(50)의 계자부를 설치하고 회전체(40)에 전기자부를 설치하거나, 반대로 선형전동기(50)의 전기자부를 고정시키고 계자부를 회전체(40)에 부착하여 회전체(40)를 구동시키게 된다. 이때, 도시하지는 않았으나 선형전동기(50)의 고정자부에는 로드셀 등 힘 측정장치를 더 구비함으로써 추진시의 부상력, 안내력, 제동력 등에 대한 시험을 추가로 수행할 수도 있다.
이와 같이 튜브(10) 내의 주행체(60)가 회전체(40)와 연결바(30)로 연결된 상태에서, 회전체(40)의 고속 회전(직경 15m의 경우, 약 250rpm)을 통하여 고속의 주행 시험이 가능하며, 이때의 추진시스템의 성능을 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 아진공상태의 튜브(10) 내부를 주행체(60)가 초고속으로 주행함으로써 초고속시의 주행체(60)의 공력 특성을 시험할 수 있다.
또한, 본 발명의 시험장치는 대용량 실모델의 추진시스템을 초고속으로 시험 할 수 있고, 아진공 상태의 튜브(10)를 구비함으로써 진공 상태 또는 여러 기압 상태에 따른 초고속 주행체(60)의 공력 특성을 분석할 수 있다.
이와 같은 시험장치는 튜브(10) 및 회전체(40)를 환상형으로 형성함으로써 기존의 직선 선로 시험기에 비하여 공간에 제약이 적고, 건설비를 현저히 절감할 수 있으며, 그에 따른 제어기, 전력변환장치 및 전력설비의 간소화가 가능해진다.
한편, 본 발명의 시험장치는 약 20m 이하의 깊이로 벙커(B)를 파고 그 안에 설치함으로써 충분한 방호설비를 구축하는 것이 예기치 않은 안전사고를 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 초고속 튜브 트레인의 시험장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 초고속 튜브 트레인의 시험장치를 도시한 측면도.
도 3은 도 2의 "Ⅲ-Ⅲ"선을 보인 단면도.
도 4는 도 3의 "Ⅳ" 부분을 상세히 보인 확대도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 ; 튜브 11 ; 개구부
12 ; 마찰감소부재 13 ; 기밀유지부재
20 ; 받침대 30 ; 연결바
31 ; 기밀유지부재 40 ; 회전체
50 ; 선형전동기 60 ; 주행체

Claims (4)

  1. 선형전동기에 의해 회전력을 제공받는 회전체;
    상기 회전체의 일측에 대응 설치되며, 회전체와 마주보는 측에는 원호 형태로 개구부가 형성된 환상형의 튜브;
    상기 개구부를 통해 회전체와 연결바로 연결되어, 회전체의 회전에 의해 튜브 내에서 연동 회전하는 주행체를 포함하되,
    상기 선형전동기 및 상기 회전체 중 어느 하나에는 계자부가 설치되고 다른 하나에는 전기자부가 설치되며,
    상기 튜브는 상기 개구부에서 상기 연결바와 맞닿는 부분에 일정 간격으로 다수의 마찰감소부재가 설치되고,
    상기 개구부에 맞닿는 상기 연결바의 상ㆍ하면과 상기 개구부의 양측에는 기밀유지부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 선형전동기에는 로드셀이 더 부가되는 것을 특징으로 하는 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치.
KR1020090035685A 2009-04-23 2009-04-23 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치 KR101064218B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090035685A KR101064218B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090035685A KR101064218B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100116982A KR20100116982A (ko) 2010-11-02
KR101064218B1 true KR101064218B1 (ko) 2011-09-14

Family

ID=43403765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090035685A KR101064218B1 (ko) 2009-04-23 2009-04-23 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101064218B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210042458A (ko) 2019-10-10 2021-04-20 한국철도기술연구원 캡슐트레인의 주행안전성 평가 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3013664B2 (ja) * 1993-09-08 2000-02-28 鹿島建設株式会社 水中・空中観覧車
KR20020033384A (ko) * 2000-10-31 2002-05-06 안우희 열차모형 시험장치
JP2007022511A (ja) * 2005-07-17 2007-02-01 Hiroaki Kondo チューブ・トレイン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3013664B2 (ja) * 1993-09-08 2000-02-28 鹿島建設株式会社 水中・空中観覧車
KR20020033384A (ko) * 2000-10-31 2002-05-06 안우희 열차모형 시험장치
JP2007022511A (ja) * 2005-07-17 2007-02-01 Hiroaki Kondo チューブ・トレイン

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210042458A (ko) 2019-10-10 2021-04-20 한국철도기술연구원 캡슐트레인의 주행안전성 평가 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100116982A (ko) 2010-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101006849B1 (ko) 바퀴식 초고속 철도 시스템
CN208593381U (zh) 一种单轨吊设备及其驱动装置
CN218777420U (zh) 一种悬挂式高温超导磁悬浮空轨列车
KR101064218B1 (ko) 초고속 튜브 트레인의 추진 및 공력 시험장치
CN103241225A (zh) 单翼板作用式空气动力制动装置
CN102944434A (zh) 一种u形风洞试验列车加速系统
JP5660840B2 (ja) 索条牽引車両の制動試験装置
KR101021977B1 (ko) Ｐｒｔ차량용 선로 분기 및 합류장치
CN102101445A (zh) 梳槽形磁悬浮机构及其列车系统
CN104790967B (zh) 一种带plc可编程控制器的地铁隧道
CN114383803B (zh) 一种拟动态车辆-桥梁气动特性风洞试验装置
CN202393542U (zh) 一种磁悬浮交通系统的在线监测装置
CN102390289A (zh) 一种可滑动式汇流排接头
JP5504204B2 (ja) 台車旋回性能試験装置
Long et al. Study on the techniques of the locating and speed-measuring of the aerotrain.
CN202345707U (zh) 上下式空气动力制动装置
CN106932212B (zh) 一种高速列车环形试验线
CN202319962U (zh) 一种可滑动式汇流排接头
CN216471819U (zh) 一种起重机用带有保护结构的行走机构
CN218208840U (zh) 一种用于缆道测流车牵引防撞机构
Mei et al. Research on aerodynamic experiment and dynamic performance of new developed V500 pantograph at 400 km/h or higher
CN100377910C (zh) 暗轨永磁吸引悬浮与导向路-车系统
CN102320302A (zh) 一种高速移动通讯监控运载系统
CN110853474B (zh) 一种列车动力弹射试验平台的牵引与制动系统
CN109537521B (zh) 一种可实现大范围位移补偿的可拆式过道

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150902

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160905

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170821

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee