KR102253619B1

KR102253619B1 - Measurement system of friction between capsule train and guide wire in the partial vacuum tube

Info

Publication number: KR102253619B1
Application number: KR1020190160662A
Authority: KR
Inventors: 장용준; 이관섭; 이택기; 이창영
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-05-20

Abstract

The present invention relates to an experimental apparatus for measuring friction force between a capsule vehicle and a guide wire inside a partial vacuum tube, and more specifically, to an experimental apparatus for measuring friction force between a capsule vehicle and a guide wire inside a partial vacuum tube including a support frame and a guide wire. The experimental apparatus of the present invention can measure a frictional force generated between a capsule vehicle and a guide wire inside a partial vacuum tube (0.001atm), thereby capable of measuring a pure air resistance on a capsule vehicle traveling at a high speed of about 1,200 km/h by using the guide wire.

Description

Measurement system of friction between capsule train and guide wire in the partial vacuum tube}

본 발명은 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아진공 튜브(0.001atm) 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어 사이에 발생되는 마찰력을 계측할 수 있도록 함으로써, 가이드와이어를 이용하여 약 1,200km/h의 초고속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측할 수 있도록 하는 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치에 관한 것이다.The present invention relates to an experimental apparatus for measuring friction between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire, and more particularly, to measure the friction force generated between a capsule vehicle and a guide wire inside the sub-vacuum tube (0.001 atm). By doing so, it relates to an experimental apparatus for measuring the frictional force between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire that enables the measurement of pure air resistance on a capsule vehicle traveling at an ultra-high speed of about 1,200 km/h using a guide wire.

일반적으로, 하이퍼루프(hyperloop)는 공기압의 압력 차를 이용하여 빠른 속도로 움직이는 초고속 열차를 의미하는 것으로, 자기부상열차가 가지는 속도의 한계를 극복하기 위하여 튜브라는 밀폐된 공간을 아진공 상태로 만들어 주행하는 튜브 철도 시스템을 의미한다.In general, hyperloop refers to a super-high-speed train that moves at a high speed by using the pressure difference of pneumatic pressure. In order to overcome the speed limit of the maglev train, a closed space called a tube is made into a sub-vacuum state. It means a tube rail system that runs.

즉, 기존의 자기부상열차는 공기저항 및 점착 구동방식의 한계로 인하여 열차의 초고속화에 어려움이 있으므로, 약 0.001atm 상태의 아진공 튜브를 만들어 기밀을 유지하도록 하고, 그 내부를 캡슐 형태의 차량이 주행할 수 있도록 하여 최대 1,200km/h의 속도를 낼 수 있도록 하는 하이퍼루프에 대한 연구가 최근 들어 국내는 물론 해외에서도 활발히 진행되고 있는 실정이다.In other words, the existing magnetic levitation train has difficulty in super-speeding the train due to the limitations of the air resistance and the sticky driving method. Therefore, a sub-vacuum tube of about 0.001 atm is made to maintain airtightness, and the inside of the vehicle is in the form of a capsule. In recent years, research on hyperloop, which allows the vehicle to run and achieves a maximum speed of 1,200km/h, is actively being conducted both in Korea and abroad.

일례로, 대한민국 등록특허공보 제10-1180896호에는 초고속 튜브 트레인 아진공 열차주행 시험 장치가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 열차모델의 추진력을 발생하는 열차모델추진부와, 상기 열차모델이 이동하는 시험영역인 터널모델과, 상기 터널모델을 이동한 열차모델을 정지하는 열차모델제동부로 구성되는 초고속 열차주행 시험 장치에 있어서, 상기 터널모델의 끝단은 차단막으로 막아 기밀하고, 진공펌프를 사용하여 상기 터널모델의 내부를 아진공 상태로 형성함으로써, 아진공 상태의 터널모델 내에서 열차모델의 공기역학 시험을 할 수 있고 이를 통해 얻어진 데이터를 이용해 초고속 튜브 트레인 아진공 열차의 개발에 활용할 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있는 것이다.For example, Korean Patent Publication No. 10-1180896 discloses an ultra-high-speed tube train sub-vacuum train running test apparatus, the main technical configuration of which is a train model propulsion unit that generates the propulsion force of the train model, and the train model moves. In the ultra-high-speed train driving test apparatus comprising a tunnel model, which is a test area, and a train model braking unit that stops the train model that has moved the tunnel model, the end of the tunnel model is sealed by a barrier film to provide airtightness, and a vacuum pump is used. Thus, by forming the interior of the tunnel model in a sub-vacuum state, it is possible to test the aerodynamics of the train model within the sub-vacuum tunnel model, and use the data obtained through this to be used in the development of the ultra-high-speed tube train sub-vacuum train. What is constructed has its characteristics.

즉, 상기 종래기술은 압축공기를 이용하여 열차모델을 최대 700km/h의 속도까지 발사시키고, 열차모델이 강선, 즉 가이드와이어에 의해 지지되어 초고속으로 주행할 수 있도록 구성되어 있으나, 가이드와이어로 인하여 발생하는 마찰력을 측정하는 시스템이 구비되어 있지 않아 열차모델에 미치는 공기저항력의 측정이 불가능하다는 단점이 있었다.That is, the prior art is configured to launch a train model up to a speed of 700 km/h using compressed air, and the train model is supported by a steel wire, that is, a guide wire, so that it can travel at super high speed. There is a disadvantage in that it is impossible to measure the air resistance on the train model because there is no system for measuring the generated frictional force.

따라서, 아진공 상태의 튜브 내부를 주행하는 열차모델, 즉 캡슐차량에 미치는 공기저향력을 계측할 수 있도록 하는 장비가 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is a demand for a train model that runs inside a tube in a sub-vacuum state, that is, an equipment capable of measuring the air resistance to the capsule vehicle.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1180896호(2012. 09. 07. 공고)1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-1180896 (2012. 09. 07. Announcement)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 아진공 튜브 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어 사이에 발생되는 마찰력을 계측할 수 있도록 함으로써, 가이드와이어를 이용하여 약 1,200km/h의 초고속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측할 수 있도록 하는 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치를 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to measure the frictional force generated between the capsule vehicle and the guide wire inside the sub-vacuum tube, thereby using a guide wire. It is to provide an experimental device for measuring the frictional force between the capsule vehicle inside the sub-vacuum tube and the guide wire, which enables the measurement of pure air resistance on the capsule vehicle traveling at an ultra-high speed of about 1,200km/h.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above objects,

지면에 설치되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 일측 단부가 힌지 결합되고, 타측 단부는 수평 방향으로 연장 형성되어 힌지 결합부를 중심으로 하여 상,하 방향으로 회동 가능하도록 설치되는 아진공 튜브와, 상기 아진공 튜브의 내측에 길이 방향으로 설치되는 가이드와이어와, 상기 가이드와이어에 의해 지지되어 아진공 튜브 내를 이동 가능하도록 설치되는 캡슐차량모델과, 상기 아진공 튜브의 내측에 설치되어 캡슐차량모델의 움직임을 감지하는 포토센서 및 상기 지지프레임의 상부와 아진공 튜브의 타측 단부 사이에 연결 설치되는 에어실린더를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A support frame installed on the ground, and one end of the support frame is hinge-coupled to the support frame, and the other end is formed to extend in a horizontal direction, and a sub-vacuum tube installed so as to be rotatable in the up and down directions centering on the hinge joint, the A guide wire installed in the longitudinal direction inside the sub-vacuum tube, a capsule vehicle model supported by the guide wire and installed to be movable within the sub-vacuum tube, and a capsule vehicle model installed inside the sub-vacuum tube. It characterized in that it comprises a photosensor for sensing movement and an air cylinder connected between the upper portion of the support frame and the other end of the sub-vacuum tube.

이때, 상기 아진공 튜브의 일측 단부에는 아진공 튜브의 경사도 측정을 위한 중력각센서가 구비된 것을 특징으로 한다.In this case, a gravity angle sensor for measuring the inclination of the sub-vacuum tube is provided at one end of the sub-vacuum tube.

또한, 상기 아진공 튜브의 타측 단부 내측에는 가이드와이어의 장력 조절을 위한 장력조절부가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that a tension control unit for adjusting the tension of the guide wire is installed inside the other end of the sub-vacuum tube.

여기서, 상기 장력조절부는 내주면에 암나사가 형성된 삽입홈이 아진공 튜브의 길이 방향으로 형성된 지지구와, 상기 지지구의 내측에 나사 결합되어 가이드와이어의 타측 단부를 고정시키는 와이어고정구 및 상기 지지구를 통해 와이어고정구에 연결 설치되어 와이어고정구를 회동시키는 장력조절구를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Here, the tension control unit includes a support tool in which an insertion groove with a female screw is formed on the inner circumferential surface in the longitudinal direction of the sub-vacuum tube, a wire fastener that is screwed to the inside of the support tool to fix the other end of the guide wire, and a wire through the support tool. It is installed connected to the fixture and characterized in that it is configured to include a tension control device for rotating the wire fixture.

그리고, 상기 아진공 튜브의 타측 단부는 이중 구조로 밀폐되어 아진공 튜브 내부의 기밀을 유지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the other end of the sub-vacuum tube is sealed in a double structure and is configured to maintain airtightness inside the sub-vacuum tube.

또한, 상기 에어실린더는 아진공 튜브의 자중을 동력으로 하여 작동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air cylinder is characterized in that it is operated by the self-weight of the sub-vacuum tube as power.

그리고, 상기 가이드와이어의 양측 단부에는 캡슐차량모델의 충격 흡수를 위한 완충부재가 각각 설치되고, 상기 완충부재의 외측에는 가이드와이어 클램프가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, buffer members for absorbing shocks of the capsule vehicle model are respectively installed at both ends of the guide wire, and guide wire clamps are installed outside the buffer member.

또한, 상기 지지프레임의 상부에는 아진공 튜브 및 캡슐차량모델의 상태를 모니터링하고, 에어실린더의 구동을 제어하는 제어패널이 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, a control panel for monitoring the state of the sub-vacuum tube and the capsule vehicle model and controlling the driving of the air cylinder is provided on the upper part of the support frame.

본 발명에 따르면, 아진공 튜브 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어 사이에 발생되는 마찰력을 정밀하게 계측할 수 있도록 함으로써, 아진공 튜브 내부에서 아음속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측할 수 있게 되는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, by making it possible to accurately measure the friction force generated between the capsule vehicle and the guide wire inside the sub-vacuum tube, it is possible to measure the pure air resistance on the capsule vehicle traveling at subsonic speed inside the sub-vacuum tube. Has an excellent effect of being.

도 1은 본 발명에 사용되는 아진공 튜브 내에서의 캡슐차량의 속도를 예측하여 나타낸 그래프.
도 2 및 도 3는 본 발명에서 사용될 정지 마찰계수 및 운동 마찰계수의 측정방법을 개념적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치를 이용한 마찰력 계측 방법을 개념적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치를 나타낸 도면.
도 6은 도 5에 나타낸 본 발명의 정면도.
도 7은 도 5에 나타낸 본 발명 중 아진공 튜브의 후방 단부 모습을 세부적으로 나타낸 도면.1 is a graph showing predicted speed of a capsule vehicle in a sub-vacuum tube used in the present invention.
2 and 3 are views conceptually showing a method of measuring a static friction coefficient and a kinetic friction coefficient to be used in the present invention.
Figure 4 is a view conceptually showing a friction force measurement method using a friction force measurement experimental apparatus between a capsule vehicle and a guide wire inside the sub-vacuum tube according to the present invention.
5 is a view showing an experimental apparatus for measuring frictional force between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire according to the present invention.
Figure 6 is a front view of the present invention shown in Figure 5;
7 is a view showing in detail the rear end of the sub-vacuum tube of the present invention shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of an experimental apparatus for measuring friction between a sub-vacuum tube inner capsule vehicle and a guide wire according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 사용되는 아진공 튜브 내에서의 캡슐차량의 속도를 예측하여 나타낸 그래프이고, 도 2 및 도 3는 본 발명에서 사용될 정지 마찰계수 및 운동 마찰계수의 측정방법을 개념적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치를 이용한 마찰력 계측 방법을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치를 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5에 나타낸 본 발명의 정면도이고, 도 7은 도 5에 나타낸 본 발명 중 아진공 튜브의 후방 단부 모습을 세부적으로 나타낸 도면이다.1 is a graph showing the predicted speed of a capsule vehicle in a sub-vacuum tube used in the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams conceptually showing a method of measuring a static friction coefficient and a kinetic friction coefficient to be used in the present invention. 4 is a view conceptually showing a method of measuring friction force using a friction force measuring experimental device between a sub-vacuum tube inner capsule vehicle and a guide wire according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a sub-vacuum tube inner capsule vehicle according to the present invention and It is a view showing an experimental apparatus for measuring frictional force between guide wires, FIG. 6 is a front view of the present invention shown in FIG. 5, and FIG. 7 is a view showing in detail the rear end of the sub-vacuum tube in the present invention shown in FIG.

본 발명은 내부 기압이 약 0.001atm 상태인 아진공 튜브의 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어 사이에 발생되는 마찰력을 계측할 수 있도록 함으로써, 가이드와이어를 이용하여 약 1,200km/h의 초고속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측할 수 있도록 하는 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치(100)(이하, '실험장치(100)'라 한다)에 관한 것으로, 본 발명에 따른 실험장치(100)를 이용하여 아진공 튜브(120) 내부 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력을 측정하고, 이를 통해 아진공 튜브(120) 내부에서 아음속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측하는 이론적 원리를 먼저 설명하기로 한다.The present invention enables the measurement of the friction force generated between the capsule vehicle and the guide wire inside the sub-vacuum tube in which the internal air pressure is about 0.001 atm, so that the capsule travels at an ultra-high speed of about 1,200 km/h using a guide wire. The present invention relates to an experimental apparatus 100 (hereinafter referred to as'experimental apparatus 100') for measuring the frictional force between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire that enables the measurement of pure air resistance on the vehicle. A capsule running at a subsonic speed inside the sub-vacuum tube 120 by measuring the frictional force between the sub-vacuum tube 120, the inner capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 using the experimental apparatus 100 according to this. The theoretical principle of measuring pure air resistance on a vehicle will be explained first.

먼저, 아진공 튜브(120) 내부에서 아음속, 즉 초고속으로 주행하는 캡슐차량모델(140)에 작용하는 공기저항력을 계측하기 위해서는 캡슐차량모델(140)에 작용하는 마찰력이 캡슐차량모델(140)에 작용하는 공기저항력과 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 가이드와이어(130) 마찰력의 합으로 이루어진다는 사실로부터 시작되고, 이를 수식으로 나타내면 아래의 (1)식과 같다.First, in order to measure the air resistance acting on the capsule vehicle model 140 traveling at subsonic speed, that is, ultra-high speed inside the sub-vacuum tube 120, the frictional force acting on the capsule vehicle model 140 is applied to the capsule vehicle model 140. It starts from the fact that it is composed of the sum of the air resistance acting and the frictional force of the guide wire 130 acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130, and this is expressed as an equation (1) below.

F_d = m_캡슐a_캡슐 = 공기저항력 + 가이드와이어 마찰력 ... (1)F _d = m _capsule a _capsule = air resistance + guidewire friction ... (1)

여기서, F_d는 캡슐차량모델(140)에 작용하는 마찰력, m_캡슐은캡슐차량모델(140)의 질량_,a_캡슐은캡슐차량모델(140)의 가속도를 각각 나타내는 것이다.Here, F _d is the frictional force acting on the capsule vehicle model 140, m _capsule isThe mass of the capsule vehicle model 140 _, a _capsule isIt represents the acceleration of the capsule vehicle model 140, respectively.

상기 식 (1)에서 m_캡슐은 이미 알고 있는 값이므로, a_캡슐즉,캡슐차량모델(140)의 가속도를 구하면, 캡슐차량모델(140)에 작용하는 마찰력을 구할 수 있고, 본 발명에 따른 실험장치(100)를 이용하여 가이드와이어 마찰력을 계측하면, 캡슐차량모델(140)에 작용하는 공기저항력을 연산에 의해 계측할 수 있게 된다.In the above equation (1), m _capsule is a known value, so a _capsule, that is,When the acceleration of the capsule vehicle model 140 is obtained, the friction force acting on the capsule vehicle model 140 can be obtained, and when the guide wire friction force is measured using the experimental apparatus 100 according to the present invention, the capsule vehicle model 140 The air resistance force acting on) can be measured by calculation.

먼저, 상기 캡슐차량모델(140)의 가속도는 통상적으로 알려져 있는 바와 같이, 속도 변화율을 이용하여 구하게 되는데, 먼저, 일정시간 동안 캡슐차량모델(140)이 이동한 거리를 측정하여 캡슐차량모델(140)의 속도를 측정하고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 캡슐차량모델(140)의 시간에 따른 변화율을 연산하여 캡슐차량모델(140)의 가속도를 구할 수 있게 된다.First, the acceleration of the capsule vehicle model 140 is obtained using a speed change rate, as is commonly known. First, the capsule vehicle model 140 is measured by measuring the distance traveled by the capsule vehicle model 140 for a certain period of time. ) And the acceleration of the capsule vehicle model 140 by calculating the rate of change over time of the capsule vehicle model 140 as shown in FIG. 1.

,

... (2)

,

... (2)

(여기서, V는 속도, t는 시간, x는 캡슐차량모델(140)의 이동거리, a는 가속도를 각각 나타내는 것임.)(Where, V is the speed, t is time, x is the moving distance of the capsule vehicle model 140, and a is the acceleration.)

다음, 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 가이드와이어 마찰력은 정지마찰력과 운동마찰력의 개념을 이용하여 구하는데, 아래의 (3)식으로 표현될 수 있다.Next, the guide wire friction force acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 is obtained using the concepts of static friction force and motion friction force, which can be expressed by the following equation (3).

... (3)

여기서, F_{가이드와이어}는 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 가이드와이어 마찰력이고, μ는 마찰계수이며, m_캡슐은캡슐차량모델(140)의 질량이고, g는 중력가속도이다.Here, F _{guide wire} is the guide wire friction force acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130, μ is the coefficient of friction, and m _capsule isIt is the mass of the capsule vehicle model 140, and g is the acceleration due to gravity.

먼저, 캡슐차량모델(140)이 정지된 상태에서의 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 최대정지마찰력 측정을 위한 정지마찰계수는 도 2에 나타낸 기하학적 관계로부터 구할 수 있는데, First, the static friction coefficient for measuring the maximum static friction force acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 when the capsule vehicle model 140 is stopped can be obtained from the geometrical relationship shown in FIG. there is,

이고, 이로부터,

Is, from this,

... (4)식을 얻을 수 있게 된다.

... (4) can be obtained.

여기서, μ_s는 정지마찰계수이고, θ는 캡슐차량모델(140)이 움직이기 시작하는 각도이다.Here, μ _s is the static friction coefficient, and θ is the angle at which the capsule vehicle model 140 starts to move.

다음, 캡슐차량모델(140)이 움직이는 상태에서의 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 운동마찰력 측정을 위한 운동마찰계수는 도 3에 나타낸 기하학적 관계로부터 구할 수 있는데,Next, the motion friction coefficient for measuring the motion friction force acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 in the moving state of the capsule vehicle model 140 can be obtained from the geometrical relationship shown in FIG.

이고, 이로부터,

Is, from this,

... (5)식을 얻을 수 있게 된다.

... (5) can be obtained.

여기서, μ_k는 운동마찰계수이고, θ는 캡슐차량모델(140)이 움직이기 시작하는 각도이며, g는 중력가속도이고, a는 캡슐차량모델(140)의 가속도이다.Here, μ _k is the coefficient of motion friction, θ is the angle at which the capsule vehicle model 140 starts to move, g is the acceleration due to gravity, and a is the acceleration of the capsule vehicle model 140.

이와 같이 구해진 운동마찰계수를 (3)식에 적용하여, 캡슐차량모델(140)이 움직이는 상태에서의 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130)의 사이에 작용하는 가이드와이어 마찰력을 구할 수 있고, 이를 다시 상기 (1)식에 적용하면 아진공 튜브(120) 내부에서 초고속으로 주행하는 캡슐차량모델(140)에 미치는 순수 공기저항력을 구할 수 있게 된다.By applying the coefficient of motion friction obtained as described above to Equation (3), the friction force of the guide wire acting between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 in the moving state of the capsule vehicle model 140 can be obtained. , If this is again applied to the above equation (1), it is possible to obtain the pure air resistance applied to the capsule vehicle model 140 running at ultra high speed inside the sub-vacuum tube 120.

이하에서는, 상기와 같은 이론적 원리에 의해 아진공 튜브(120)의 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어(130) 사이에 발생되는 마찰력을 계측할 수 있도록 하는 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어 사이의 마찰력 계측 실험장치(100)를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the capsule vehicle and the guide inside the sub-vacuum tube according to the present invention to measure the frictional force generated between the capsule vehicle and the guide wire 130 inside the sub-vacuum tube 120 by the above theoretical principle. The experimental apparatus 100 for measuring frictional force between wires will be described in detail.

본 발명에 따른 실험장치(100)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 크게 지지프레임(110), 아진공 튜브(120), 가이드와이어(130), 캡슐차량모델(140), 포토센서(150) 및 에어실린더(160)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 5, the experimental apparatus 100 according to the present invention is largely a support frame 110, a sub-vacuum tube 120, a guide wire 130, a capsule vehicle model 140, a photosensor 150, and It comprises an air cylinder 160.

보다 상세히 설명하면, 먼저 상기 지지프레임(110)은 본 발명에 따른 실험장치(100)에 포함되는 구성요소들을 지지함과 동시에 지면에 고정 설치할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 지지프레임(110)의 저면에는 실험장치(100)의 이동을 용이하게 하기 위한 바퀴(112)가 구비되어 있다.In more detail, first, the support frame 110 supports the components included in the experimental apparatus 100 according to the present invention and at the same time serves to be fixedly installed on the ground. A wheel 112 is provided on the bottom surface to facilitate the movement of the experimental apparatus 100.

또한, 상기 지지프레임(110)의 저면에는 실험 도중 지지프레임(110)을 지면에 견고하게 고정시켜 흔들림 등의 움직임을 방지하기 위한 지지수단(114)이 승강 가능하도록 설치되어 있다.In addition, on the bottom of the support frame 110, a support means 114 for preventing movement such as shaking by firmly fixing the support frame 110 to the ground during the experiment is installed so as to be elevating.

다음, 상기 아진공 튜브(120)는 실제 하이퍼루프(hyperloop)에 사용되는 아진공 상태의 튜브를 모사하기 위한 것으로, 내부의 모습을 육안으로 확인할 수 있는 투명 재질로 이루어진다.Next, the sub-vacuum tube 120 is for simulating a tube in a sub-vacuum state that is actually used in a hyperloop, and is made of a transparent material that can visually check the interior.

상기 아진공 튜브(120)는 지지프레임(110)의 중간 정도의 높이에 수평 방향, 즉 지면과 수평을 이루는 방향으로 설치되는데, 아진공 튜브(120)의 일측 단부 상단에는 힌지결합부(121)가 형성되어 아진공 튜브(120)가 지지프레임(110)에 의해 지지될 수 있도록 함과 동시에 아진공 튜브(120)의 타측 단부가 후술할 에어실린더(160)의 구동에 의해 힌지결합부(121)를 중심으로 하여 상,하 방향으로 회동 가능하도록 구성되어 있다.The sub-vacuum tube 120 is installed in a horizontal direction at an intermediate height of the support frame 110, that is, in a direction horizontal to the ground, and a hinge coupling part 121 at the top of one end of the sub-vacuum tube 120 Is formed so that the sub-vacuum tube 120 can be supported by the support frame 110, and at the same time, the other end of the sub-vacuum tube 120 is hinged by driving the air cylinder 160, which will be described later. ), it is configured to be able to rotate in the up and down directions.

또한, 상기 아진공 튜브(120)의 일측 단부 전면에는 도 6에 나타낸 바와 같이, 진공펌프(미도시)에 연결되어 아진공 튜브(120) 내부를 진공화시킬 수 있도록 하는 진공연결부(122)가 형성되고, 아진공 튜브(120)의 타측 단부에는 도 7에 나타낸 바와 같이, 내측으로부터 제1커버(124)와 제2커버(125)가 각각 결합되어 아진공 튜브(120)를 이중 구조로 밀폐시킬 수 있도록 함으로써 아진공 튜브(120) 내부의 기밀을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, a vacuum connector 122 is connected to a vacuum pump (not shown) to vacuum the inside of the sub-vacuum tube 120, as shown in FIG. 6, on the front of one end of the sub-vacuum tube 120. And, as shown in FIG. 7, at the other end of the sub-vacuum tube 120, the first cover 124 and the second cover 125 are respectively coupled from the inside to seal the sub-vacuum tube 120 in a double structure. It is configured to maintain airtightness inside the sub-vacuum tube 120 by allowing it to be made.

그리고, 상기 아진공 튜브(120)의 전방 단부에는 중력각센서(170)가 설치되는데, 상기 중력각센서(170)는 아진공 튜브(120)의 경사각을 측정할 수 있도록 구성되어 실험 도중 캡슐차량모델(140)이 움직이는 순간의 각도를 측정하는 역할을 하게 된다.In addition, a gravity angle sensor 170 is installed at the front end of the sub-vacuum tube 120, and the gravity angle sensor 170 is configured to measure the inclination angle of the sub-vacuum tube 120 so that the capsule vehicle during the experiment It serves to measure the angle of the moment the model 140 moves.

보다 상세히 설명하면, 상기 중력각센서(170)는 지구 중력에 대한 수평 상태를 0°로 인식하는 센서로, 본 발명에서는 표시 분해능이 0.05°이하이고, 측정구간 선형도는 0.005FS 이하인 중력각센서(170)를 사용하였다.In more detail, the gravitational angle sensor 170 is a sensor that recognizes the horizontal state of the earth's gravity as 0°, and in the present invention, the gravitational angle sensor having a display resolution of 0.05° or less and a linearity of a measurement section is 0.005FS or less. (170) was used.

상기 중력각센서(170)에서 측정된 데이터, 즉 아진공 튜브(120)의 경사각은 후술할 제어패널(180)에 표시되며, 후술할 포토센서(150)에 의해 캡슐차량모델(140)의 움직임을 감지한 즉시 아진공 튜브(120)의 경사각을 기록할 수 있도록 구성되어, 기록된 경사각을 최대정지각도로 사용할 수 있도록 구성되어 있다.The data measured by the gravity angle sensor 170, that is, the inclination angle of the sub-vacuum tube 120 is displayed on the control panel 180 to be described later, and the movement of the capsule vehicle model 140 by the photosensor 150 to be described later. It is configured to be able to record the inclination angle of the sub-vacuum tube 120 as soon as it detects, and is configured to use the recorded inclination angle as the maximum stopping angle.

다음, 상기 가이드와이어(130)는 아진공 튜브(120)의 내측에 길이 방향으로 설치되어 캡슐차량모델(140)을 지지하는 역할을 하는 것으로, 가이드와이어(130)의 양측 단부에는 가이드와이어(130)의 고정을 위한 가이드와이어 클램프(123)가 설치되고, 상기 가이드와이어 클램프(123)의 내측에는 캡슐차량모델(140)의 충격 흡수를 위한 완충부재(142)가 각각 설치된다.Next, the guide wire 130 is installed in the longitudinal direction inside the sub-vacuum tube 120 to serve to support the capsule vehicle model 140, and guide wires 130 at both ends of the guide wire 130 A guide wire clamp 123 for fixing) is installed, and a buffer member 142 for absorbing shock of the capsule vehicle model 140 is installed inside the guide wire clamp 123, respectively.

이때, 상기 가이드와이어(130)의 일측 단부에 설치되는 가이드와이어 클램프(123)는 이중으로 설치되어 아진공 튜브(120) 내에 설치되는 캡슐차량모델(140)의 교체가 용이하도록 구성되어 있다.At this time, the guide wire clamp 123 installed at one end of the guide wire 130 is configured to be double installed to facilitate replacement of the capsule vehicle model 140 installed in the sub-vacuum tube 120.

또한, 상기 가이드와이어(130)의 타측 단부에는 가이드와이어(130)의 장력 조절을 위한 장력조절부(190)가 설치되는데, 상기 장력조절부(190)는 도 7에 나타낸 바와 같이, 지지구(192), 와이어고정구(194) 및 장력조절구(196)를 포함하여 이루어진다.In addition, the other end of the guide wire 130 is provided with a tension adjustment unit 190 for adjusting the tension of the guide wire 130, the tension adjustment unit 190, as shown in Fig. 192), including a wire fixing device 194 and a tension control device 196.

보다 상세히 설명하면, 상기 지지구(192)는 제1커버(124)의 후면 내측으로부터 전방, 즉 가이드와이어(130)의 설치 방향을 향해 일체로 돌출 형성되는 것으로, 상기 지지구(192)에는 후술할 와이어고정구(194)가 삽입될 수 있도록 하는 삽입홈(192a)이 형성되고, 상기 삽입홈(192a)의 내주면에는 암나사(미도시)가 형성되어 후술할 와이어고정구(194)가 나사 결합에 의해 삽입홈(192a) 내측으로 삽입 결합될 수 있도록 구성되어 있다.In more detail, the support tool 192 is integrally formed to protrude from the rear inner side of the first cover 124 toward the front, that is, the installation direction of the guide wire 130, and the support tool 192 will be described later. An insertion groove 192a is formed to allow the wire fixing tool 194 to be inserted, and a female screw (not shown) is formed on the inner circumferential surface of the insertion groove 192a, so that the wire fixing tool 194 to be described later is screwed together. It is configured to be inserted into the insertion groove (192a).

다음, 상기 와이어고정구(194)는 가이드와이어(130)의 타측 단부가 고정 설치되는 것으로, 와이어고정구(194)의 외측면에는 수나사(미도시)가 형성되어 나사 결합에 의해 지지구(192)의 삽입홈(192a) 내측으로 삽입 결합됨으로써 가이드와이어(130)의 타측 단부를 아진공 튜브(120)의 후단, 즉 타측 단부 내측에 고정시킬 수 있도록 구성되어 있다.Next, the wire fastener 194 is the other end of the guide wire 130 is fixedly installed, the outer surface of the wire fastener 194 is formed with a male screw (not shown) of the support tool 192 by screwing By being inserted and coupled into the insertion groove 192a, the other end of the guide wire 130 is configured to be fixed to the rear end of the sub-vacuum tube 120, that is, inside the other end.

다음, 상기 장력조절구(196)는 지지구(192)의 삽입홈(192a) 내측에 삽입 결합된 와이어고정구(194)를 회전시킬 수 있도록 함으로써 가이드와이어(130)의 장력을 조절하는 역할을 하는 것으로, 연결부(196a)와 핸들부(196b)를 포함하여 이루어진다.Next, the tension control unit 196 serves to adjust the tension of the guide wire 130 by rotating the wire fixing unit 194 inserted into the inner side of the insertion groove 192a of the support unit 192. It consists of a connection portion (196a) and a handle portion (196b).

보다 상세히 설명하면, 상기 연결부(196a)는 제1커버(124)의 후면을 통해 지지구(192)의 내측으로 삽입되어 일측 단부가 와이어고정구(194)에 연결 설치되는 것이고, 상기 핸들부(196b)는 제1커버(124)와 제2커버(125)의 사이에 위치되도록 하여 연결부(196a)의 타측 단부에 설치되는 것으로, 핸들부(196b)의 회전에 의해 와이어고정구(194)가 회전하면서 삽입홈(192a)의 내측에서 전,후 방향으로 이동할 수 있게 되어 와이어고정구(194)에 결합된 가이드와이어(130)의 장력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.In more detail, the connection part 196a is inserted into the support tool 192 through the rear surface of the first cover 124, and one end is connected to the wire fixing tool 194, and the handle part 196b ) Is located between the first cover 124 and the second cover 125 and is installed at the other end of the connection part 196a, and the wire fixing tool 194 rotates by the rotation of the handle part 196b. It is configured to be able to move in the front and rear directions from the inside of the insertion groove 192a so that the tension of the guide wire 130 coupled to the wire fixing tool 194 can be adjusted.

즉, 상기 가이드와이어(130)의 처짐 등으로 인해 가이드와이어(130)의 장력이 변화하는 경우, 캡슐모델차량과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력이 변하게 되고, 캡슐모델차량의 가속도가 변하는 등 정확한 마찰력 측정이 이루어지지 못하게 되므로, 장력조절부(190)를 이용하여 가이드와이어(130)의 장력을 항상 일정하게 유지시킬 수 있도록 함으로써 마찰력 계측에 오차가 발생되지 않도록 하는 것이다.That is, when the tension of the guide wire 130 changes due to sagging of the guide wire 130, the friction force between the capsule model vehicle and the guide wire 130 changes, and the acceleration of the capsule model vehicle changes. Since the measurement of the friction force cannot be made, the tension of the guide wire 130 is always kept constant by using the tension control unit 190 to prevent an error in the measurement of the friction force.

이때, 상기 장력조절부(190)는 이중 구조로 밀폐된 아진공 튜브(120)의 타측 단부 내측, 즉 제1커버(124)와 제2커버(125)의 사이에 위치되도록 설치되어, 제2커버(125)만 제거한 상태에서 가이드와이어(130)의 장력을 조절할 수 있게 됨으로써 가이드와이어(130)의 장력 조절에 의해 아진공 튜브(120)의 내부 압력이 증가되는 것을 최소화시킬 수 있도록 구성되어 있다.At this time, the tension control unit 190 is installed to be located inside the other end of the sub-vacuum tube 120 sealed in a double structure, that is, between the first cover 124 and the second cover 125, the second It is configured to minimize an increase in the internal pressure of the sub-vacuum tube 120 by adjusting the tension of the guide wire 130 by being able to adjust the tension of the guide wire 130 while only the cover 125 is removed. .

다음, 캡슐차량모델(140)은 실제 하이퍼루프(hyperloop)에 사용되는 캡슐차량을 모사하기 위한 것으로, 가이드와이어(130)에 의해 지지되어 아진공 튜브(120)의 내측을 이동할 수 있도록 구성되어 있다.Next, the capsule vehicle model 140 is intended to simulate a capsule vehicle used in an actual hyperloop, and is supported by the guide wire 130 and is configured to move the inside of the sub-vacuum tube 120. .

다음, 상기 포토센서(150)는 아진공 튜브(120)의 내측에 설치되어 캡슐차량모델(140)의 움직임을 감지하는 역할을 하는 것으로, 캡슐차량모델(140)의 후방 단부, 즉 캡슐차량모델(140)이 움직임을 시작하는 방향의 단부 바로 앞에 설치되어 빛을 이용하여 캡슐차량모델(140)의 운동 시작을 정확히 감지할 수 있도록 구성되어 있다.Next, the photosensor 150 is installed inside the sub-vacuum tube 120 and serves to detect the movement of the capsule vehicle model 140, the rear end of the capsule vehicle model 140, that is, the capsule vehicle model. 140 is installed right in front of the end of the direction in which the movement starts and is configured to accurately detect the movement start of the capsule vehicle model 140 using light.

즉, 상기 캡슐차량모델(140)의 움직임을 감지하기 위한 센서로 통상의 동작감지모델이 사용될 수도 있으나, 캡슐차량모델(140) 움직임 감지의 시간 지연에 따른 오차를 최소화할 수 있도록 하기 위하여 본 발명에서는 빛을 이용하여 캡슐차량모델(140)의 움직임을 감지할 수 있도록 하는 포토센서(150)를 사용하기로 한다.That is, a conventional motion detection model may be used as a sensor for detecting the motion of the capsule vehicle model 140, but in order to minimize an error due to a delay in motion detection of the capsule vehicle model 140, the present invention In the following, a photosensor 150 that can detect the movement of the capsule vehicle model 140 using light will be used.

다음, 상기 에어실린더(160)는 아진공 튜브(120)에 기울기를 부여하여 캡슐차량모델(140)이 움직임을 시작하는 각도를 측정할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 에어실린더(160)의 상단부는 지지프레임(110)의 상부에 연결 설치되고, 하단부는 아진공 튜브(120)의 타측 단부에 연결 설치되어 아진공 튜브(120)의 타측 단부를 전방의 힌지결합부(121)를 중심으로 하여 상,하 방향으로 회동시킬 수 있도록 구성되어 있다.Next, the air cylinder 160 serves to provide a tilt to the sub-vacuum tube 120 to measure the angle at which the capsule vehicle model 140 starts to move, and the upper end of the air cylinder 160 Is connected to the upper portion of the support frame 110, and the lower end is connected to the other end of the sub-vacuum tube 120, so that the other end of the sub-vacuum tube 120 is centered on the hinge coupling part 121 at the front. It is configured to be able to rotate in the up and down directions.

이때, 상기 캡슐차량모델(140)이 움직임을 시작하는 각도를 정확히 측정하기 위해서는 아진공 튜브(120)의 기울기를 매우 서서히 변화시켜야 하므로, 상기 에어실린더(160)는 별도의 전원 공급 없이 아진공 튜브(120)의 자중을 동력으로 하여 작동될 수 있도록 구성되어 있고, 상기 에어실린더(160)에는 스로틀 밸브(미도시)가 구비되어 에어실린더(160) 내부의 공기를 스로틀 밸브를 통해 미량씩 배출시킬 수 있도록 함으로써 아진공 튜브(120)의 각도를 진동 없이 초저속으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다.At this time, in order to accurately measure the angle at which the capsule vehicle model 140 starts to move, the inclination of the sub-vacuum tube 120 needs to be changed very slowly, so the air cylinder 160 is a sub-vacuum tube without separate power supply. It is configured to be operated using the self-weight of 120 as power, and a throttle valve (not shown) is provided in the air cylinder 160 to discharge the air inside the air cylinder 160 by a small amount through the throttle valve. It is configured so that the angle of the sub-vacuum tube 120 can be controlled at an ultra-low speed without vibration.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 아진공 튜브(120)의 내측에는 속도센서가 두 개 이상 설치되어 일정한 특정 지점에서의 캡슐차량모델(140)의 속도를 측정할 수 있도록 구성되어 있고, 상기 속도센서에 의해 두 지점에서의 속도 차이를 정밀하게 검출하여 캡슐차량모델(140)의 운동마찰력 연산에 필요한 가속도를 구할 수 있도록 구성되어 있다.On the other hand, although not shown, two or more speed sensors are installed inside the sub-vacuum tube 120 to measure the speed of the capsule vehicle model 140 at a certain specific point. Accordingly, it is configured to accurately detect the difference in speed at two points to obtain an acceleration required for calculating the motion friction force of the capsule vehicle model 140.

이때, 상기 아진공 튜브(120)의 내측에 속도센서를 설치하지 않고서도 시간에 따른 캡슐차량모델(140)의 위치를 검출하여 전술한 (2)식에 의해 속도 연산 및 가속도 연산을 수행할 수도 있음은 물론이다.At this time, without installing a speed sensor inside the sub-vacuum tube 120, the position of the capsule vehicle model 140 over time may be detected, and speed calculation and acceleration calculation may be performed according to the above-described equation (2). Of course there is.

그리고, 본 발명에 따른 실험장치(100)는 제어패널(180)을 더 포함하여 구성될 수 있는데, 상기 제어패널(180)은 지지프레임(110)의 상부에 구비되어 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력 계측 실험 도중 아진공 튜브(120) 및 캡슐차량모델(140)의 상태를 모니터링 할 수 있도록 함과 동시에 에어실린더(160)의 구동을 제어하는 역할을 하게 된다.In addition, the experimental apparatus 100 according to the present invention may further include a control panel 180, wherein the control panel 180 is provided above the support frame 110 so that the capsule vehicle model 140 and the During the frictional force measurement experiment between the guide wires 130, the state of the sub-vacuum tube 120 and the capsule vehicle model 140 can be monitored, and the driving of the air cylinder 160 is controlled.

즉, 상기 제어패널(180)에 의해 에어실린더(160)를 구동시키면 지면과 수평 상태에 있던 아진공 튜브(120)의 기울기가 서서히 변화하게 되고, 이러한 기울기의 변화는 중력각센서(170)에 의해 측정되어 제어패널(180)에 표시된다.That is, when the air cylinder 160 is driven by the control panel 180, the inclination of the sub-vacuum tube 120 in a horizontal state with the ground gradually changes, and the change in this inclination is caused by the gravity angle sensor 170. Is measured and displayed on the control panel 180.

또한, 상기 에어실린더(160)의 구동에 의해 아진공 튜브(120)의 기울기를 서서히 변화시키는 과정에서 캡슐차량모델(140)의 움직임이 포토센서(150)에 의해 검출되면 제어패널(180)은 포토센서(150)로부터의 신호에 의해 에어실린더(160)의 구동을 즉시 중단시키고, 포토센서(150)에 의한 신호를 수신한 순간, 즉 캡슐차량모델(140)의 움직임이 검출된 순간의 중력각센서(170)의 측정값을 표시하여, 캡슐차량모델(140)의 움직임이 시작되는 최대정지각도를 확인할 수 있도록 한다.In addition, when the motion of the capsule vehicle model 140 is detected by the photosensor 150 in the process of gradually changing the inclination of the sub-vacuum tube 120 by driving the air cylinder 160, the control panel 180 The motion of the air cylinder 160 is immediately stopped by a signal from the photosensor 150, and the moment when the signal from the photosensor 150 is received, that is, the moment when the movement of the capsule vehicle model 140 is detected, the gravity By displaying the measured value of each sensor 170, it is possible to check the maximum stopping angle at which the movement of the capsule vehicle model 140 starts.

그리고, 상기 제어패널(180)에는 전술한 이론적 원리에 의한 캡슐차량모델(140)의 가속도를 연산하는 프로그램과, 상기 가속도 및 최대정지각도를 이용하여 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력을 연산하기 위한 프로그램 및 상기 가속도 및 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력을 이용하여 캡슐차량모델(140)에 작용하는 공기저항력을 연산하기 위한 프로그램이 내장되어, 아진공 튜브(120) 내부에서 캡슐차량모델(140)이 움직임이 발생되는 경우, 캡술차량모델의 가속도, 캡슐차량모델(140)과 가이드와이어(130) 사이의 가이드와이어 마찰력 및 캡슐차량모델(140)에 작용하는 공기저항력이 표시될 수 있도록 구성되어 있다.In addition, the control panel 180 includes a program for calculating the acceleration of the capsule vehicle model 140 according to the above-described theoretical principle, and the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 using the acceleration and the maximum stopping angle. A program for calculating the frictional force therebetween and a program for calculating the air resistance acting on the capsule vehicle model 140 using the acceleration and the frictional force between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130 are built-in, When the capsule vehicle model 140 moves inside the sub-vacuum tube 120, the acceleration of the capsule vehicle model, the guide wire friction force between the capsule vehicle model 140 and the guide wire 130, and the capsule vehicle model 140 It is configured so that the air resistance acting on) can be displayed.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 아진공 튜브 내부 캡슐차량과 가이드와이어(130) 사이의 마찰력 계측 실험장치(100)에 의하면, 아진공 튜브(120) 내부에서 캡슐차량과 가이드와이어(130) 사이에 발생되는 마찰력을 정밀하게 계측할 수 있도록 함으로써, 아진공 튜브(120) 내부에서 아음속으로 주행하는 캡슐차량에 미치는 순수 공기저항력을 계측할 수 있게 되는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the experimental apparatus 100 for measuring the frictional force between the capsule vehicle inside the sub-vacuum tube and the guide wire 130 according to the present invention as described above, the capsule vehicle and the guide wire 130 in the sub-vacuum tube 120 By making it possible to accurately measure the frictional force generated between the sub-vacuum tube 120, it has various advantages, such as being able to measure the pure air resistance applied to the capsule vehicle traveling at subsonic speed inside the sub-vacuum tube 120.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred examples of the present invention, it is obvious to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention, and are not limited to the above embodiments.

100 : (마찰력 계측) 실험장치 110 : 지지프레임
112 : 바퀴 114 : 지지수단
120 : 아진공 튜브 121 : 힌지결합부
122 : 진공연결부 123 : 가이드와이어 클램프
124 : 제1커버 125 : 제2커버
130 : 가이드와이어 140 : 캡슐차량모델
142 : 완충부재 150 : 포토센서
160 : 에어실린더 170 : 중력각센서
180 : 제어패널 190 : 장력조절부
192 : 지지구 192a : 삽입홈
194 : 와이어 고정구 196 : 장력조절구
196a : 연결부 196b : 핸들부100: (measurement of friction force) Experimental device 110: support frame
112: wheel 114: support means
120: sub-vacuum tube 121: hinge coupling portion
122: vacuum connection 123: guide wire clamp
124: first cover 125: second cover
130: guide wire 140: capsule vehicle model
142: buffer member 150: photosensor
160: air cylinder 170: gravity angle sensor
180: control panel 190: tension control unit
192: support 192a: insertion groove
194: wire fixture 196: tension control device
196a: connection part 196b: handle part

Claims

A support frame installed on the ground,
A sub-vacuum tube having one end hinged to the support frame, and the other end extending in a horizontal direction so as to be rotatable in the up and down directions around the hinge coupling part,
A guide wire installed in the longitudinal direction inside the sub-vacuum tube,
A capsule vehicle model supported by the guide wire and installed to be movable within the sub-vacuum tube,
A photosensor installed inside the sub-vacuum tube to detect the movement of the capsule vehicle model, and
It is configured to include an air cylinder connected between the upper portion of the support frame and the other end of the sub-vacuum tube,
The air cylinder is an experimental apparatus for measuring friction between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire, characterized in that the air cylinder is operated by using its own weight of the sub-vacuum tube as power.

The method of claim 1,
An experimental apparatus for measuring friction between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire, wherein a gravity angle sensor for measuring the inclination of the sub-vacuum tube is provided at one end of the sub-vacuum tube.

The method of claim 1,
An experimental apparatus for measuring friction between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire, characterized in that a tension control unit for adjusting the tension of the guide wire is installed inside the other end of the sub-vacuum tube.

The method of claim 3,
The tension control unit includes a support hole having an insertion groove formed with a female thread on the inner circumferential surface in the longitudinal direction of the sub-vacuum tube, a wire fastener that is screwed to the inner side of the support tool to fix the other end of the guide wire, and the wire fastener through the support tool. An experimental device for measuring friction between a capsule vehicle inside a sub-vacuum tube and a guide wire, characterized in that it comprises a tension control device that is connected and installed to rotate the wire fixing device.

The method of claim 1,
The other end of the sub-vacuum tube is sealed in a double structure and configured to maintain airtightness inside the sub-vacuum tube, characterized in that the friction force measurement test apparatus between the inner capsule vehicle and the guide wire.

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The method of claim 1,
A shock absorbing member for absorbing the shock of the capsule vehicle model is installed at both ends of the guide wire, and a guide wire clamp is installed outside the buffer member, and the friction force between the capsule vehicle inside the sub-vacuum tube and the guide wire is measured. Experimental device.

The method of claim 1,
A control panel for monitoring the state of the sub-vacuum tube and the capsule vehicle model and controlling the driving of the air cylinder is provided on the upper part of the support frame. .