專利名稱：拖曳式空中運輸裝置及其運輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于空中運輸領(lǐng)域，特別涉及到利用一種高速磁懸浮車頭拖曳空中的飛行器沿磁浮軌道載運乘客或貨物的運輸裝置及其運輸方法。
背景技術(shù)：
隨著高科技工業(yè)的發(fā)展，誕生了各種交通運輸工具，這些交通運輸工具雖然縮短了人們與各地方的距離并帶給了人們極大的便利，但亦因使用了大量燃油而帶來了空氣污染的問題，近年來因工業(yè)上及各類運輸工具使用燃油量需求大增，而使各產(chǎn)油國不斷開采石油及提高石油產(chǎn)量，以適應(yīng)實際需求，但石油在過度開采及過度使用情況下，目前已出現(xiàn)石油短缺的問題，盡管油價一直持續(xù)狂漲，但人們對于石油的需求仍一直增加，因此，目前在許多可靠客觀預(yù)測下，石油可能于未來幾十年間即被開采及使用殆盡，屆時對于人類的影響可想而知。
在此之前，各國一直致力于能替代石油作為能源的各類研究，如太陽能源、電動機等，試圖取代或減少人們對石油的依賴及使用量，但盡管如此，目前各類交通工具使用燃油者仍未有太大的改變，而于各類交通運輸工具中除傳統(tǒng)大型輪船外，飛機亦為耗費燃油量較大的交通運輸工具之一，而飛機之所以能飛行于空中，是利用其上的燃油推進器所產(chǎn)生的推力，使飛機產(chǎn)生高速行進，進而借由空氣與其機翼間產(chǎn)生的推力而承載飛機飛行于空中，但此種持續(xù)之飛行狀態(tài)則必須依靠燃油推進器持續(xù)保持一定的推力使飛機保持高速行進，因此，飛機將耗費大量的燃油，除造成空氣污染外，在此石油日益短缺且油價不斷狂漲之際，將使運輸成本大幅提高。
再者，目前之磁浮列車已被世界多國所采用，但其因附掛多節(jié)乘載乘客的車箱，進而因車箱本身之重量及空氣的阻力，而使磁浮列車的速度受到相當(dāng)程度的影響，而且，其載重量直接由磁鐵及其支撐磁軌的路基承擔(dān)，這就必須使用相當(dāng)多的電磁鐵及較高成本的路基建筑。
本發(fā)明是有關(guān)一種拖曳式空中運輸裝置及其運輸方法，尤指一種藉由一高速之磁浮車頭拖曳一如飛機之飛行器，藉由該高速磁浮車頭于高速行進時以鋼索拖曳飛行器，使飛行器于高速行進時藉由空氣的浮力而起飛，并由該磁浮車頭以一定的速度沿所設(shè)之磁浮軌道行進，進而使該飛行器保持一特定之高度持續(xù)飛行，藉由以耗用電能磁浮車頭拖曳飛行器載運乘客或貨物，將乘客或貨物運送至目的地，而僅于飛行器起飛或降落時方使用燃油推進器做為輔助推進起飛及降落時滑行之用，進而可大大減少燃油之消耗，該拖曳式空中運輸方法可大幅降低空中運輸成本外，亦可節(jié)省石油用量、降低空氣污染及減緩石油危機的到來。
本發(fā)明人盼能提供一突破性的方法，以大幅減少燃油之使用量，以達到節(jié)約能源之目的，乃潛心研思、設(shè)計，綜集其多年從事相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)銷的專業(yè)技術(shù)知識與實踐設(shè)計經(jīng)驗，終研究出本發(fā)明一種拖曳式空中運輸裝置及其運輸方法，以提供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題，主要針對目前空中運輸中因使用大量燃油而帶來了對空氣污染的問題，同時，大量的油耗加劇了石油短缺的嚴重性，而且空中運輸?shù)某杀疽簿痈卟幌?，為了克服所述弊端，需要研究出一種新的拖曳式空中運輸裝置及方法，以取代單純依靠燃油才能進行的傳統(tǒng)的空中運輸作業(yè)。本發(fā)明的目的在于提供一種拖曳式空中運輸裝置及其運輸方法，旨在大幅減少燃油的使用量，而且較大提高磁浮車頭的速度，減小電磁鐵用量，同時有利于國家安全單位監(jiān)控每一架進行的飛行器，防止恐怖分子劫持而造成的危機。
本發(fā)明目的，是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種拖曳式空中運輸裝置，包括高速磁浮車頭，一條以上的磁浮軌道，其特征在于，磁浮車頭底部設(shè)有與磁浮軌道配合的軌槽，該軌槽前、后段設(shè)有與軌上所設(shè)永磁鐵呈相同磁極性的永磁鐵，以產(chǎn)生斥力使軌槽與磁浮軌道產(chǎn)生不接觸的浮動狀態(tài)，該軌槽中段，設(shè)有一電磁鐵，通電后使其產(chǎn)生與磁浮軌道上所設(shè)永磁鐵之間處于推斥力，推動磁浮車頭懸于磁浮軌道上高速行進，磁浮車頭兩端設(shè)計呈風(fēng)阻系數(shù)小的斜面形狀；所述磁浮軌道將機場與另一機場之間相連通該軌道或鋪設(shè)于地面，或鋪設(shè)于所建高架橋上，全部磁浮軌道上均設(shè)有永久磁鐵。
所述磁浮車頭，在其頂部設(shè)置一個具有電腦控制的卷揚器置有卷收一定長度鋼索及與飛行器上電腦相連的饋線，卷揚器兩側(cè)設(shè)有一個卷收導(dǎo)引鋼索的導(dǎo)引滾筒，與卷揚器相連的鋼索的末端，設(shè)有可鉤固連接于飛行器腹部的鉤固器。
所述機場，對于近目的地機場的磁浮軌道兩側(cè)不同距離上，分別設(shè)有多組感應(yīng)器，依次向磁浮車頭發(fā)出信息，使其減速并使卷揚器收卷鋼索。
一種拖曳式空中運輸方法，包括能獨立起飛、降落的飛行器件的空中運行，其特征在于，按照以下運輸步驟操作a、使飛行器移至升降跑道的起飛點，再將停滯于升降遺產(chǎn)另一的磁浮車頭頂部鋼索端頭的鉤固器與飛行器腹部的鉤固器互相鉤固連接b、利用飛行器自身的燃油推進器及拖曳牽引使飛行器起飛離地并高速行進；c、高速磁浮車頭以鋼索拖曳飛行器保持一特定高度，持續(xù)一定速度沿所設(shè)磁浮軌道所對應(yīng)限制的航道高速飛行；d、飛行器上電腦主動偵測飛行器高度及鋼索所呈角度，調(diào)整至所設(shè)狀態(tài)；e、關(guān)閉原有兩個燃油推進器并保持暖機待機狀態(tài)，使降落前耗油量減至最小，僅耗用磁浮車頭電磁能，即可將所載乘客及貨物送至目的地；f、待飛行器降落時，再使用燃油推進器作為輔助推進其降落時滑行之用；此前該飛行器升降副翼自動控制使磁浮車頭減速停止于終點位置，并控制鋼索與飛行器脫離，飛行器降落。
所述調(diào)整至所設(shè)狀態(tài)，是指鋼索拖曳角度設(shè)定于30°-35°斜角范圍，飛行器正常高度設(shè)定于250-300米范圍。
本方法中所使用的磁浮車頭，因為是單一車頭，沒連接其他車箱乘座乘客的設(shè)計，因此可產(chǎn)生極高的速度，且其動力需求被設(shè)計為大于拖曳該飛行器飛行所需最大拉力之20％或更高的動力，而且，上述提及飛行器在被拖曳飛行途中仍保留其中兩燃油推進器于暖機的待機狀態(tài)，若遇緊急狀況時，可即時將鋼索與飛行器脫離，并可即時啟動原為暖機狀態(tài)的燃油推進器，于緊急狀態(tài)時即可即時使飛行器自行飛離至安全降落的機場。
所述磁浮軌道的布設(shè)，遇地形為丘陵地時，則可于其間挖空成一凹形溝道通過；遇地形為高山時，則以繞道方式以各城市的機場利用推進器推動機輪在機場轉(zhuǎn)向，繞過山脈。
本發(fā)明的有益效果為，利用該拖曳式空中運輸方法，可以減少燃油的消耗，并可大幅降低空中運輸成本，亦可節(jié)省石油用量降低空氣污染及減緩石油危機，同時，由于磁浮車頭拖曳該飛行器以空氣承載沿所設(shè)磁浮軌道行進，除大幅減小行進中的阻力而大幅提高磁浮車頭的速度外，同時亦減少電磁鐵的用量，大幅降低器材成本，并有利于監(jiān)控每一架行進中的飛行器，進而防止受恐怖分子劫持而形成的危機，因此是非常符合當(dāng)前形勢所需的產(chǎn)物。


圖1為本發(fā)明磁浮車頭拖曳飛行器行進飛行時之實施例立體2為本發(fā)明磁浮車頭與磁浮軌道之實施例立體3為本發(fā)明磁浮車頭與磁浮軌道之?dāng)嗝嫫适?為本發(fā)明卷揚器部分的放大視5a為本發(fā)明磁浮車頭近于機場時該飛行器下降時的動作示意5b為本發(fā)明磁浮車頭遠于機場時該飛行器下降時的動作示意6為本發(fā)明磁浮車頭近機場時該飛行器下降并脫離鋼索飛行降落跑道的實施例7為本發(fā)明以磁浮車頭拖曳飛行器起飛前之實施例示意圖具體實施方式
參照圖1-圖4，表示本發(fā)明為一種拖曳式空中運輸裝置及運輸方法，尤指一種藉由一高速之磁浮車頭1拖曳一如飛機的飛行器3，藉由該高速磁浮車頭1于高速行進時以鋼索143拖曳飛行器3，使其處于高速行進時借助由空氣之浮力而起飛，并由該磁浮車頭1以一定速度沿所設(shè)置的之磁浮軌道2行進，進而使該飛行器3保持一特定的高度持續(xù)飛行，借助以耗用電能磁浮車頭1拖曳飛行器3載運乘客或貨物，將乘客或貨物運送至目的地，而僅于3起飛或降落時方使用燃油推進器32做為輔助推進起飛及降落時滑行之用，進而可大大減少燃油之消耗，除可大幅降低空中運輸成本外，亦可節(jié)省石油用量、降低空氣污染及減緩石油危機之來臨，其主要方式是在一機場4與另一機場4間布設(shè)有一條以上的磁浮軌道2(圖6所示)，并于磁浮軌道2上設(shè)有永久磁鐵21，于磁浮軌道2上則行駛有高速且具較大拖曳力的磁浮車頭1，于磁浮車頭1底部設(shè)有與磁浮軌道2組合之軌槽11，于該軌槽11內(nèi)的前后段，均設(shè)有與磁浮軌道2上所設(shè)永久磁鐵21呈相同磁極的永久磁鐵12，以產(chǎn)生斥力，而使磁浮車頭1的軌槽11與磁浮軌道2間產(chǎn)生不接觸的懸空浮動狀態(tài)，并借助承載磁浮車頭1之重量，于磁浮車頭1的軌槽11內(nèi)中段，設(shè)有一電磁鐵13，藉由通電后該組電磁鐵13使其產(chǎn)生與磁浮軌道2上所設(shè)永久磁鐵21間的一推斥力，而可推動該磁浮車頭1于磁浮軌道2上呈高速行進，該磁浮車頭1的兩端設(shè)計呈風(fēng)阻系數(shù)之斜面要求，且于其頂部設(shè)有一以電腦控制的卷揚器14，于該卷揚器14上的主卷筒141上，卷收有呈特定長度的鋼索143及與飛行器3上控制電腦相銜接的訊號線，于卷揚器14兩側(cè)，各設(shè)有一導(dǎo)引鋼索143卷收的導(dǎo)引滾筒142，同時于該鋼索143的末端部，設(shè)有可釣固連結(jié)于飛行器3腹部釣固部31之釣固器1431，本發(fā)明方法系于飛行器3欲載運乘客或貨物由甲機場至乙機場時，使飛行器3移至升降跑道4的起飛點，此時飛行器3的全部燃油推進器32均處于準備推進起飛之狀態(tài)，再將停滯于升降跑道41上另一端之磁浮車頭1頂部鋼索143端部之釣固器1431與飛行器3腹部釣固器31相互釣固處于完整，準確完成后啟動該磁浮車頭1以拖曳該飛行器3高速行進，并于該時間同時借由飛行器3上呈全速推進狀態(tài)的燃油推進器32所產(chǎn)生之推力，而使飛行器3于高速行進一較短時即可起飛離地，于飛行器3起飛后，除藉由該磁浮車頭1沿一定之磁浮軌道2將飛行器3呈高速拖曳行進外，此時飛行器3上的電腦(或駕駛員)則主動偵測飛行器3之高度及鋼索143所呈之角度，而一般可將鋼索143之拖曳角度設(shè)定于30度±5度之斜度范圍，而飛行器3的正常飛行高度則設(shè)定于250米，進而藉由此設(shè)定之?dāng)?shù)據(jù)，使電腦控制卷揚器14產(chǎn)生收、放鋼索143的動作，使鋼索143可達拖曳角30度且飛行器3的飛行高度為250米高度的要求，當(dāng)磁浮車頭1持續(xù)高速行進并使所拖曳之飛行器3達所需之高度時，此時飛行器3因磁浮車頭1之高速拖曳前進，進而借助空氣將飛行器3承載而呈飛行狀態(tài)，此時，可將飛行器3之其中兩燃油推進器32關(guān)掉，僅保留其中兩燃油推進器32于暖機之待機狀態(tài)，而使飛行器3于起飛后及降落前的此段行程內(nèi)僅耗用極少量之燃油即可完成載運乘客或貨物之目的，而可大大減少燃油之使用量，當(dāng)快到達目的地機場時，于距終點不同距離位置上，分別設(shè)有多組感應(yīng)器43，使磁浮車頭1接收到訊號，而使卷揚器14開始卷收鋼索143，而飛行器3之升降副翼33則自動控制將飛行器3緩慢下降(如圖5a、5b所示)，該磁浮車頭1則開始減速，當(dāng)磁浮車頭1接受第二組感應(yīng)器43的訊號時，駕駛員則由飛行器3上控制將鋼索143與飛行器3脫離準備降落，但在此之前，飛行器3亦恢復(fù)全部燃油推進器32之推進狀態(tài)，以使飛行器3與鋼索143脫離后，飛行器3則由燃油推進器32的推進而自行飛行至升降跑道41滑行降落，而完成一飛行里程，于進入聯(lián)絡(luò)道上、下乘客或裝卸貨物后，則再駛至升降跑道準確下一站之飛行運輸(如圖6所示)，而其拖曳工程由機場另一端之拖車作起飛及拖至下一站之任務(wù)(如圖7所示)。
本發(fā)明方法所使用的磁浮車頭1，因為是單一磁浮車頭1，無其他車箱乘座乘客，因此，可產(chǎn)生極高之速度，且其動力需求系被設(shè)計為大于被拖曳該飛行器3飛行所需最大拉力之20％，且，于前述提及飛行器3于被拖曳飛行途中仍保留其中兩燃油推進器32于暖機之待機狀態(tài)時，此時即時將鋼索143與飛行器3脫離，并同時啟動原為暖機狀態(tài)之燃油推進器32，即可即時使飛行器3自行飛離該處至安全降落的機場4。
本發(fā)明的磁浮軌道2之布設(shè)，遇地形為丘陵地時，則可于其間挖空成一凹形溝道通過，遇地形為高山時，則以繞道方式于各機場4轉(zhuǎn)運及依靠機輪在機場轉(zhuǎn)彎通過。
權(quán)利要求
1.一種拖曳式空中運輸裝置，包括高速磁浮車頭，一條以上的磁浮軌道，其特征在于，磁浮車頭底部設(shè)有與磁浮軌道配合的軌槽，該軌槽前、后段設(shè)有與軌上所設(shè)永磁鐵呈相同磁極性的分段永磁鐵，該軌槽中段，設(shè)有一電磁鐵，通電后使其產(chǎn)生與磁浮軌道上所設(shè)永磁鐵之間處于推斥力，磁浮車頭兩端設(shè)計呈風(fēng)阻系數(shù)小的斜面形狀；所述磁浮軌道將機場與另一機場之間相連通，該軌道或鋪設(shè)于地面，或鋪設(shè)于所建高架橋上，全部磁浮軌道上均設(shè)有永久磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖曳式空中運輸裝置，其特征在于，所述磁浮車頭，在其頂部設(shè)置一個具有電腦控制的卷揚器，具有卷收一定長度鋼索及與飛行器上電腦相連的饋線，卷揚器兩側(cè)設(shè)有一個卷收導(dǎo)引鋼索的導(dǎo)引滾筒，與卷揚器相連的鋼索的末端，設(shè)有可鉤固連接于飛行器腹部的鉤固器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拖曳式空中運輸裝置，其特征在于，所述機場，對于近目的地機場的磁浮軌道兩側(cè)不同距離上，分別設(shè)有多組感應(yīng)器，依次向磁浮車頭發(fā)出信息，使其減速并使卷揚器收卷鋼索。
4.一種拖曳式空中運輸方法，包括能獨立起飛、降落的飛行器件的空中運行，其特征在于，按照以下運輸步驟操作a、使飛行器移至升降跑道的起飛點，再將停滯于升降遺產(chǎn)另一的磁浮車頭頂部鋼索端頭的鉤固器與飛行器腹部的鉤固器互相鉤固連接b、利用飛行器自身的燃油推進器及拖曳牽引使飛行器起飛離地并高速行進；c、高速磁浮車頭以鋼索拖曳飛行器保持一特定高度，持續(xù)一定速度沿所設(shè)磁浮軌道所對應(yīng)限制的航道高速飛行；d、飛行器上電腦主動偵測飛行器高度及鋼索所呈角度，調(diào)整至所設(shè)狀態(tài)；e、關(guān)閉原有兩個燃油推進器并保持暖機待機狀態(tài)，使降落前耗油量減至最小，僅耗用磁浮車頭電磁能，即可將所載乘客及貨物送至目的地；f、待飛行器降落時，再使用燃油推進器作為輔助推進其降落時滑行之用；此前該飛行器升降副翼自動控制使磁浮車頭減速停止于終點位置，并控制鋼索與飛行器脫離，飛行器降落。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拖曳式空中運輸裝置，其特征在于，所述調(diào)整至所設(shè)狀態(tài)，是指鋼索拖曳角度設(shè)定于30°-35°斜角范圍，飛行器正常高度設(shè)定于250-300米范圍。
全文摘要
拖曳式空中運輸裝置及其運輸方法，屬于空中運輸領(lǐng)域，包括高速磁浮車頭，一條以上的磁浮軌道，磁浮車頭底部設(shè)有與磁浮軌道配合的軌槽，各磁浮軌道將機場之間相互連通；拖曳式空中運輸方法，按照以下運輸步驟操作使飛行器移至起飛點，起飛、離地并高速行進，高速磁浮車頭以鋼索拖曳飛行器保持高速飛行，電腦偵測飛行器高度并調(diào)整鋼索角度，關(guān)閉原有兩個燃油推進器并保持暖機待機狀態(tài)，待飛行器降落時，再使用燃油推進器。利用該拖曳式空中裝置及運輸方法，可以減少燃油的消耗，大幅降低空中運輸成本，并有利于監(jiān)控飛行器。
文檔編號B61B13/00GK1789080SQ20041009873
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月15日
發(fā)明者劉永和 申請人:劉永和