[发明专利]基于高速铁路的带有仿机翼的空气动力悬浮列车

说明书

技术领域

本发明涉及铁路系统中的机车及车厢，特别涉及运用空气动力学，通过加装在列车上的仿飞机的机翼结构的仿机翼，以对高速行驶的列车产生一定程度的空气悬浮力的基于高速铁路的带有仿机翼的空气动力悬浮列车。

背景技术

目前，公知的基于高速铁路的列车的提速手段是利用磁悬浮的方法减少车轮对铁轨的摩擦，然而磁悬浮方法存在的缺点有：1.列车不能变轨，不像运行在常规铁路上的列车可以借助道岔从一条铁轨进入另一条铁轨；一条轨道只能容纳一列列车往返运行，造成资源浪费。2.由于磁悬浮系统是凭借电磁力来进行悬浮、导向和驱动运行的，一旦断电，磁悬浮列车将发生严重的安全事故，因此断电后磁悬浮列车的安全保障措施仍然没有得到完全解决。3.强磁场对人的健康、生态环境的平衡与电子产品的运行都会产生不良影响。

飞机借助其机翼可以有效提供上升力而离开地面，将飞机的升空原理运用于高速列车，是本发明的目的所在。

发明内容

本发明的目的是提供一种可避免磁悬浮技术的不足，又能在高速铁路上高速行驶的基于高速铁路的带有仿机翼的空气动力悬浮列车。

本发明是受飞机升空原理的启发，仿制飞机的机翼结构制备出仿机翼，并将仿机翼安装于列车的机车和车厢上，当列车行驶时由与列车相对运动的空气作用于仿机翼上以对高速行驶的列车提供足够的上升力，达到类似磁悬浮的效果，便于减少车轮与铁轨的摩擦造成的能量损耗。

本发明的基于高速铁路的带有仿机翼的空气动力悬浮列车，是在列车的机车和每节车厢的顶部分别安装有仿制飞机的机翼结构的仿机翼。

所述的在列车的机车和每节车厢的顶部安装的仿机翼的数量分别是2个以上；优选安装2～6个仿机翼。

所述的在每节车厢的顶部安装的仿机翼的数量一样多。

所述的在机车的顶部安装的仿机翼，是以等间距的安装方式安装在机车的顶部。

所述的在每节车厢的顶部安装的仿机翼，是以等间距的安装方式安装在每节车厢的顶部。

所述的在机车的顶部安装的仿机翼的等间距的安装方式，是以安装在机车顶部的可安装仿机翼区域的最前端(即第一个)的仿机翼到该机车顶部的前端边缘的距离，与安装在该机车顶部的可安装仿机翼区域的最后端(即最后一个)的仿机翼到该机车顶部的后端边缘的距离，及与安装在机车顶部的仿机翼之间的距离相等。

所述的在每节车厢的顶部安装的仿机翼的等间距的安装方式，是以安装在车厢顶部的可安装仿机翼区域的最前端(即第一个)的仿机翼到该车厢顶部的前端边缘的距离，与安装在该车厢顶部的可安装仿机翼区域的最后端(即最后一个)的仿机翼到该车厢顶部的后端边缘的距离，及与安装在该车厢顶部的仿机翼之间的距离相等。

所述的仿机翼之间的距离(d)由机车或车厢的长度(L)、仿机翼的个数(N)和可旋转底座的直径决定(D)，L＝N×D+(N+1)×d。如所述的最前端(即第一个)的仿机翼到机车顶部或车厢顶部的前端边缘或后端边缘的距离都取d；也可以取d/2，如果是取d/2则有L＝N×D+N×d(如取d，即第一节车厢顶部的最后一个仿机翼到该车厢顶部后端边缘的距离是d，而第二节车厢顶部的第一个仿机翼到第二节车厢顶部前端边缘的距离也是d，那么在这两个仿机翼之间的距离就是2d了；而取d/2，即第一节车厢顶部的最后一个仿机翼到该车厢顶部后端边缘的距离是d/2，而第二节车厢顶部的第一个仿机翼到第二节车厢顶部的前端边缘的距离也是d/2，那么在这两个仿机翼之间的距离就是d了，这样就保证了每两个仿机翼之间的距离都为d)。

所述的仿机翼的安装角度是个变化的角度，仿机翼的水平翼的后掠角的变化范围在0度到15度之间。安装角度的设定以具体实际需求为第一准则。如需要达到最大多少升力取多少度能达到时，设计建造时就用多少度。

所述的仿机翼的结构主要是由最上面的水平翼、中间部件的垂直翼和最下面的可进行360度旋转的可旋转底座构成；其中：可旋转底座为双层圆盘相叠的结构，下层的圆盘(厚度可为20-30毫米)与上层的圆盘(厚度可为60-70毫米)通过旋转轴(旋转轴通过两圆盘的圆心)相连接；下层的圆盘固定在机车或车厢的顶部，上层的圆盘可随旋转轴进行360度旋转。所述的旋转轴可以进行360度旋转(主要用于高速列车往来开动时调整仿机翼，使水平翼前缘始终朝向列车开动的方向)；所述的垂直翼的下缘连接在所述的可旋转底座的上层圆盘的上表面中心对称轴处，垂直翼与可旋转底座呈90度直角；所述的垂直翼的上缘与所述的水平翼的正中心轴段处相连接。整体仿机翼结构成相对于垂直翼轴对称形状。