專利名稱：用于軌道運輸和航天發(fā)射的氣懸浮車及專用設(shè)施的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與軌道或其它導(dǎo)向裝置共同作用的氣墊車，尤其是一種用于軌道運輸和航天發(fā)射的氣懸浮車及專用設(shè)施。
現(xiàn)有航空母艦上的飛機和潛艇發(fā)射的導(dǎo)彈依靠高壓蒸汽彈射加速可以短距起飛，減輕結(jié)構(gòu)重量、節(jié)省燃料、加大航程，但目前還沒有一種可降低航天飛機發(fā)射成本、實用的超音速航天彈射器；航天飛機垂直發(fā)射加速慢且火箭推力被自重抵耗了大部分的燃料，才能加速到三倍音速，而且?guī)缀跛泻教焓鹿识及l(fā)生在姿態(tài)易失控的上升階段。
綜上所述，現(xiàn)有主要機動車的缺點是運行速度慢、成本高、事故多，安全舒適性差、浪費能源污染環(huán)境，容易受自然災(zāi)害影響而中斷交通。用現(xiàn)有的技術(shù)手段進行航天飛機垂直發(fā)射的缺點是準(zhǔn)備周期長、成本高、效率低，事故率高。
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有機動車存在的問題，提供了一種用電力驅(qū)動沿軌道滑行的氣懸浮車，這種氣懸浮車結(jié)構(gòu)簡單可靠，重量輕，基本實現(xiàn)微阻力高速滑行。同時配套一供氣懸浮車使用的架空軌道，使氣懸浮車避免與地面物體發(fā)生碰撞，極少發(fā)生交通事故，而且設(shè)施建設(shè)施工量少，成本低，工期短。本發(fā)明的還在于克服現(xiàn)有航天發(fā)射技術(shù)的缺點，提供一種方法把氣懸浮車改用作航天起飛加速車，這種起飛加速車基本解決了現(xiàn)有航天垂直發(fā)射準(zhǔn)備周期長、成本高、效率低、事故率高的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了管狀空芯軌道和一種噴氣滑板，該噴氣滑板為可充氣的空心板構(gòu)造在其正面遍布微型噴射氣孔，當(dāng)注入高壓空氣后從氣孔噴出高壓射流與軌道表面形成空氣軸承效應(yīng)，使得裝有噴氣滑板的滑靴可懸浮在軌道表面滑行，所述滑靴由裝有噴氣滑板的定型框架制成，滑靴與車體聯(lián)接一起構(gòu)成氣懸浮車。由電力驅(qū)動的氣懸浮車平穩(wěn)滑行在氣墊上，沒有震動噪聲巡航經(jīng)濟時速可超過500公里，為了減少維護和避免高速滑行時與地面上的泥砂等物體發(fā)生碰撞事故，采用了高架斜拉橋技術(shù)把管狀軌道架空于地面之上甚至可跨海峽通行。當(dāng)氣懸浮車時速超過700公里時，氣流噪聲激增只能用作航天起飛加速車，方法步驟是先由起飛加速車供應(yīng)燃料給航天飛機上的發(fā)動機，推動加速到超音速起飛速度時，航天飛機分離升空，轉(zhuǎn)用自帶燃料加速飛向太空，這樣能減輕大部分原航天飛機的的起飛重量，大大降低了發(fā)射成本，此時供起飛加速車滑行的軌道設(shè)置在地面的軌道基壩上。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是氣懸浮車14由車廂頂面的聯(lián)桿8與滑靴4聯(lián)為一體，該滑靴4有一個開口向上的燕尾形內(nèi)凹槽溝，該槽溝內(nèi)腔大開口小，沿著槽溝內(nèi)縱向設(shè)有三角形軌道5順穿槽溝向前延伸，使氣懸浮車能懸浮在專用軌道上自由滑行，滑靴4的燕尾凹形槽溝內(nèi)面與軌道5平面留有面平行間隙，在槽溝內(nèi)面安裝開有噴氣孔2的噴氣滑板1，用空壓機3把高壓氣流從滑板噴向間隙產(chǎn)生空氣軸承效應(yīng)。噴氣滑板1為可充氣的中空板狀結(jié)構(gòu)，在其正面遍布噴氣孔2?；?是配有空氣壓縮機3并在其燕尾形凹槽內(nèi)面安裝有噴氣滑板1的框架總成，槽的內(nèi)面平行并稍大于軌道底面，滑靴槽口向上并把軌道5限位于燕尾槽內(nèi)滑動。車體14可以沿前進方向制成仿飛機翼剖面形狀。固定在塔架11上的橫臂梁12兩端固定有斜拉纜繩10，并同位經(jīng)過斜拉桿13聯(lián)接到塔架頂端；吊桿9一端與斜拉纜繩10聯(lián)接，另一端掛接并固定軌道5，管狀軌道沿縱向被多根長度相適的吊桿9吊接在斜拉纜繩10上，并能保持軌道水平延伸處于相對直線狀態(tài)，從而組成斜拉橋式構(gòu)造把軌道架空于地面之上。軌道5由厚板彎制的兩個相同直角三角形管材合并成一個截面為等邊三角形的軌道使用，兩個直角管壁在管子內(nèi)形成垂直于軌道底面的堅直加強筋。把氣懸浮車用作起飛加速車16搭載攜帶航天飛機17在地面軌道上滑行，由起飛加速車16供應(yīng)燃料給航天飛機17上的發(fā)動機或另外的推力發(fā)動機工作產(chǎn)生推力，當(dāng)推力發(fā)動機把起飛加速車和航天飛機加速到起飛速度時航天飛機分離升空，轉(zhuǎn)用自帶燃料繼續(xù)加速飛向太空。軌道5倒置固定于地面基礎(chǔ)15，起飛加速車16是平臺型板車，其上面搭載航天飛機17，下面由聯(lián)桿8固接于滑靴4懸浮在軌道5表面自由滑行。
本發(fā)明采用上述技術(shù)結(jié)構(gòu)后基本實現(xiàn)了微阻力高速滑行，避免車輛受到自重與路面產(chǎn)生阻力所制約，節(jié)省能源、消除震動噪聲，比磁懸浮車省去了巨大笨重的大功率低溫超導(dǎo)磁鐵，因此結(jié)構(gòu)簡化，造價低，克服了現(xiàn)有機動車速度慢、安全性差，浪費能源等缺點。由于使用空芯管狀軌道遠輕于上萬噸重的道路橋面，斜拉橋式架空軌道每公里造價遠低于地鐵，工期短、施工量小，不與地面交通發(fā)生矛盾，少受自然災(zāi)害影響。是綜合有氣墊船、纜車軌道等性能優(yōu)點的交通工具，還可以跨海峽通行解決暴風(fēng)導(dǎo)致海島與大陸交通中斷的問題。興建氣懸浮車交通干線同時還可作為跨地區(qū)通信光纜、輸送電力的干線有助于攤低運營成本?，F(xiàn)有機動車在設(shè)計外形時盡量避免高速時阻力太小產(chǎn)生升力導(dǎo)致操縱失控引發(fā)事故，而氣懸浮車操縱性不受升力影響，可采用空氣阻力最小的外形提高速度，進一步節(jié)省能源。本氣懸浮車安全性、舒適性比飛機好，可取代高成本的地鐵，用于解決各大城市的交通堵塞問題。蒸汽火車引發(fā)了第一次工業(yè)革命，若修建一條從中國經(jīng)過俄羅斯白令海峽到達美國的洲際高速大陸橋，將大大促進中美兩國知識經(jīng)濟的發(fā)展。有氣懸浮車作航天起飛加速車可使航天飛機用小功率發(fā)動機推動就能短距滑行加速獲得超音速起飛速度，就能使航天飛機用低成本的空氣發(fā)動機降低運行成本，使普及太空旅游成為可能。還可以將新研制的汽車飛機導(dǎo)彈等新機原型外掛于氣懸浮車，代替大型風(fēng)洞進行空氣動力學(xué)測定，降低高超音速航天飛機的研發(fā)成本和起飛油耗。


圖1是噴氣滑板的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是氣懸浮車運行的前視圖。
圖3是氣懸浮車運行的側(cè)視圖。
圖4是起飛加速車的運行后視圖。
圖2是氣懸浮車運行方向的前視剖面圖，從圖示的實施方式可以看出，本發(fā)明實施的關(guān)鍵在于滑靴4和軌道5，氣懸浮車車體分有單軌輕型6和雙軌重型7，各由車廂通過聯(lián)桿8與滑靴4聯(lián)接成氣懸浮車總體，當(dāng)運行時空壓機工作使滑靴4可懸浮在軌道5表面上滑行；滑靴4是由配有空氣壓縮機3、并在其燕尾形凹槽內(nèi)面安裝有噴氣滑板1的框架結(jié)構(gòu)總成，該滑靴有一個開口向上的燕尾形內(nèi)凹槽溝，該槽溝內(nèi)腔大開口小而且槽口向上，并能把軌道5限位于燕尾槽內(nèi)，沿著槽溝內(nèi)縱向有Δ管狀軌道順穿槽溝向前延伸，而槽溝的內(nèi)截底面稍大并平行于軌道面，且之間留有相吻合的面平行間隙，使空氣能從槽面和軌道面之間流動，在槽溝內(nèi)面安裝開有噴氣孔的噴氣滑板1，可以利用空壓機把氣體從槽面氣孔噴出射流，產(chǎn)生空氣軸承效應(yīng)使滑靴4能懸浮在專用軌道上自由滑行。在三角形管狀軌道向上伸出滑靴槽溝凹口的尖角端由吊桿9掛接并吊緊在斜拉纜繩10上，從此把軌道5連同滑靴4一起架空懸吊在地面之上方；在柱管型塔架11中部偏上位安裝有一矩形截面模臂梁12，其兩端對稱位置上固定有斜拉纜繩10并同位經(jīng)過斜拉桿13聯(lián)接固定于塔架頂端上，斜拉桿13用于固定聯(lián)接塔架頂端與橫臂梁12的兩端并保持受力平衡；通過以上各部件的固定聯(lián)接構(gòu)成了斜拉橋式架空軌道設(shè)施。上述軌道5由厚板彎制的兩個相同直角三角形管材合并成一個截面為等邊三角形的軌道使用，兩個直角管壁在管子內(nèi)形成垂直于軌道底面的豎直加強筋。
圖3是氣懸浮車運行的側(cè)視圖，從圖示的實施方式可以看出，氣懸浮車14連同滑靴4在空氣壓縮機3及動力裝置的共同作用下沿著上述斜拉橋式架空軌道滑行，并且很明顯地看到管狀軌道5沿縱向被多根長度相適的吊桿9吊接在斜拉纜繩10上，并能保持軌道水平延伸處于直線狀態(tài)。從圖3還可以看出，氣懸浮車14車廂的頂面通過聯(lián)桿8與滑靴4聯(lián)為一功能整體。該滑靴4有一個內(nèi)凹的燕尾形槽溝，該槽溝內(nèi)腔大開口小，沿著槽溝內(nèi)套有三角形軌道5順穿槽溝向前延伸，而且槽溝的內(nèi)平面與軌道平面之間平行并留有間隙能讓空氣流通，在槽溝內(nèi)面安裝開有噴氣孔的噴氣滑板1，可以利用空壓機把氣體從槽內(nèi)面氣孔噴出射流產(chǎn)生空氣軸承效應(yīng)，使氣懸浮車在專用軌道上自由滑行。在巡航時車體14相當(dāng)于沒有機翼的飛機機身，即車體可以沿前進方向制成仿飛機翼剖面形狀，使車體在高速時成為空氣浮升體，這樣能大大減輕軌道負荷，進一步減少阻力，提高速度，節(jié)約能源，提高可靠性。
圖4是本發(fā)明另一實施方式用于起飛加速車的運行后視圖，從圖中可以看出滑靴4和軌道5的結(jié)構(gòu)工作原理與圖2雷同，用于航天起飛加速車時直接將軌道5倒置固定于地面基礎(chǔ)15，起飛加速車16下端的滑靴4懸浮于軌道5表面自由滑行，并向所搭載航天飛機17上的發(fā)動機或另外的推力發(fā)動機提供滑行加速用燃料，當(dāng)速度超過起飛速度后航天飛機分離升空，轉(zhuǎn)用自帶燃料加速飛向太空；起飛加速車16是平臺型板車，其上面搭載航天飛機17、下面由聯(lián)桿8固定聯(lián)于滑靴4、并能懸浮在專用軌道表面自由滑行。
本發(fā)明中的聯(lián)桿、拉桿等的等效技術(shù)構(gòu)件既可以用剛性材料也可以用柔性材料制成并且不局限于上述實施方式，同樣適用于其它顯而易見的結(jié)構(gòu)變型，如噴氣滑板與構(gòu)架制成一體化滑靴結(jié)構(gòu)及滑靴和軌道配套形狀，還可以有其他各種用途適用的相配套形式，包括軌道設(shè)置方式如設(shè)置于地面或拱門式塔架等其它基礎(chǔ)上均應(yīng)認為屬于本發(fā)明的技術(shù)保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于軌道運輸?shù)臍鈶腋≤?，氣懸浮?14)由車廂頂面的聯(lián)桿(8)與滑靴(4)聯(lián)為一體，該滑靴(4)有一個開口向上的燕尾形內(nèi)凹槽溝，該槽溝內(nèi)腔大開口小，沿著槽溝內(nèi)縱向設(shè)有三角形軌道(5)順穿槽溝向前延伸，使氣懸浮車能懸浮在專用軌道上自由滑行，其特征在于滑靴(4)的燕尾凹形槽溝內(nèi)面與軌道(5)平面留有面平行間隙，在槽溝內(nèi)面安裝開有噴氣孔(2)的噴氣滑板(1)，用空壓機(3)把高壓氣流從滑板噴向間隙產(chǎn)生空氣軸承效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣懸浮車，其特征在于噴氣滑板(1)為可充氣的中空板狀結(jié)構(gòu)，在其正面遍布噴氣孔(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于軌道運輸?shù)臍鈶腋≤?，其特征在于滑?4)是配有空氣壓縮機(3)并在其燕尾形凹槽內(nèi)面安裝有噴氣滑板(1)的框架總成，槽的內(nèi)面平行并稍大于軌道底面，滑靴槽口向上并把軌道(5)限位于燕尾槽內(nèi)滑動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于軌道運輸?shù)臍鈶腋≤嚕涮卣髟谟谲圀w(14)可以沿前進方向制成仿飛機翼剖面形狀。
5.一種用于軌道運輸?shù)臍鈶腋≤噷Ｓ迷O(shè)施，其特征在于固定在塔架(11)上的橫臂梁(12)兩端固定有斜拉纜繩(10)，并同位經(jīng)過斜拉桿(13)聯(lián)接到塔架頂端；吊桿(9)一端與斜拉纜繩(10)聯(lián)接，另一端掛接并固定軌道(5)，管狀軌道沿縱向被多根長度相適的吊桿(9)吊接在斜拉纜繩(10)上，并能保持軌道水平延伸處于相對直線狀態(tài)，從而組成斜拉橋式構(gòu)造把軌道架空于地面之上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于軌道運輸?shù)臍鈶腋≤噷Ｓ迷O(shè)施，其特征在于軌道(5)由厚板彎制的兩個相同直角三角形管材合并成一個截面為等邊三角形的軌道使用，兩個直角管壁在管子內(nèi)形成垂直于軌道底面的堅直加強筋。
7.一種用于航天發(fā)射的氣懸浮車，其特征在于把氣懸浮車用作起飛加速車(16)搭載攜帶航天飛機(17)在地面軌道上滑行，由起飛加速車(16)供應(yīng)燃料給航天飛機(17)上的發(fā)動機或另外的推力發(fā)動機工作產(chǎn)生推力，當(dāng)推力發(fā)動機把起飛加速車和航天飛機加速到起飛速度時航天飛機分離升空，轉(zhuǎn)用自帶燃料繼續(xù)加速飛向太空。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于航天發(fā)射的氣懸浮車，其特征在于軌道(5)倒置固定于地面基礎(chǔ)(15)，起飛加速車(16)是平臺型板車，其上面搭載航天飛機(17)，下面由聯(lián)桿(8)固接于滑靴(4)懸浮在軌道(5)表面自由滑行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于軌道運輸和航天發(fā)射的氣懸浮車及其專用設(shè)施，由空氣壓縮機、噴氣滑板、滑靴及車體、軌道設(shè)置構(gòu)件、動力裝置等組成。它利用噴氣滑板所產(chǎn)生的空氣軸承效應(yīng)來實現(xiàn)微阻力滑行，并使用斜拉橋式架空軌道，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，可靠，能超高速行駛并節(jié)省大量能源，是綜合有氣墊船、纜車軌道等性能優(yōu)點的交通工具，可以超音速搭載航天飛機加速起飛。其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資低于公路，且施工量小，工期短，基本不破壞自然環(huán)境，可跨海峽通行不與地面交通發(fā)生矛盾，而且安全性、舒適性比飛機好，可取代高成本的地鐵、磁懸浮列車，用于解決各大城市的交通堵塞問題。
文檔編號B60V3/04GK1394777SQ0213888
公開日2003年2月5日 申請日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者黃先革 申請人:黃先革