超級(jí)管道列車以及超級(jí)管道列車系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超級(jí)管道列車以及超級(jí)管道列車系統(tǒng)，屬于交通工具領(lǐng)域，提供一種在高速行駛環(huán)境下，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整車倉(cāng)傾斜角度來(lái)適應(yīng)拐彎情況以提升乘客舒適度的超級(jí)管道列車，以及采用此超級(jí)管道列車做成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)；通過(guò)將車廂做成具有車廂外殼和車廂內(nèi)殼的雙層結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承以及在車倉(cāng)的底部設(shè)置配重體，使車廂內(nèi)殼可以在列車拐彎時(shí)發(fā)生自由轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部車倉(cāng)的傾斜角度。另外采用本超級(jí)管道列車做成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，將超級(jí)管道列車置于管道內(nèi)行駛，同時(shí)通過(guò)高壓空氣泵在管道內(nèi)形成高速氣流，高速氣流與超級(jí)管道列車同向，因此可以大大降低超級(jí)管道列車的空氣阻力；使超級(jí)管道列車行駛速度得到提高。
【專利說(shuō)明】超級(jí)管道列車以及超級(jí)管道列車系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于交通工具領(lǐng)域，具體涉及一種超級(jí)管道列車以及采用該超級(jí)管道列車組成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]早在數(shù)千年前人類就發(fā)明了風(fēng)帆，利用空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)現(xiàn)了在海上航線。如今，在火箭、飛機(jī)以及高速行駛的列車上，都不得不考慮空氣動(dòng)力學(xué)的影響。眾所周知，在自然環(huán)境下，當(dāng)一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度越高，其受到空氣的阻力就越大；當(dāng)物體速達(dá)到一定高速時(shí)，空氣阻力就會(huì)成為制約物體進(jìn)一步加速的主要原因；另外，空氣與物體表面產(chǎn)生摩擦升溫，也是制約物體進(jìn)一步加速的原因之一。例如，火箭在飛行時(shí)，其頂端的圓錐表面會(huì)與空氣直接撞擊，同時(shí)將空氣分開，分開的空氣會(huì)與圓錐表面，以及下方的圓柱表面產(chǎn)生摩擦阻力；由于火箭速度非常快，因此空氣對(duì)火箭產(chǎn)生的阻力將會(huì)非常大，對(duì)火箭的提速造成較大阻礙；同時(shí)在火箭表面由于摩擦?xí)纬筛邷兀虼嘶鸺砻娴牟牧媳仨殱M足耐高溫的條件。
[0003]目前，歐美國(guó)家已有多名專家提出了采用真空管道的高速列車；我國(guó)也有專家學(xué)者正在研究真空管道列車項(xiàng)目；由于在真空環(huán)境下，空氣阻力將會(huì)消失，因此其理論時(shí)速將可達(dá)到幾千公里甚至上萬(wàn)公里每小時(shí)。然而，由于需要在管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境，因此對(duì)管道的制造要求較高；同時(shí)為了保證車廂內(nèi)部空氣環(huán)境與自然大氣環(huán)境一致，車廂必須要實(shí)現(xiàn)完全密封，因此對(duì)列車的制造要求也較高；另外需要考慮列車在真空管道內(nèi)與自然大氣環(huán)境之間的轉(zhuǎn)換，因此其站點(diǎn)的建造成本和難度較大。目前，世界各地的真空管道列車項(xiàng)目均處于研究階段。
[0004]另外，目前市面上普通的高速列車一般以動(dòng)車組為主，以我國(guó)為例，動(dòng)車組的時(shí)速一般在300公里左右。在這種情況下，當(dāng)列車拐彎時(shí)，通常是將拐彎處的軌道做成傾斜狀態(tài)，使列車自身重力的一部分分力承擔(dān)主要的向心力，防止列車拐彎時(shí)脫軌，同時(shí)使乘客乘坐更加舒適。拐彎處軌道的傾斜角度在拐彎半徑一定的情況下和列車速度的大小成正相關(guān)關(guān)系；即列車速度越大所需軌道的傾斜角度越大，反之同理。在未來(lái)超級(jí)高速列車的運(yùn)行速度下，例如，列車時(shí)速達(dá)到1000公里或者更快時(shí)，如果任采用傾斜拐彎軌道的方式，則拐彎處軌道的傾斜角度將非常大，例如傾斜角度可能大于45°。然而，當(dāng)拐彎處軌道傾斜角度較大時(shí)，其要求列車必須以一定的速度通過(guò)；否則，列車傾斜過(guò)大將存在脫軌風(fēng)險(xiǎn)。另外，軌道拐彎處的傾斜角度一但設(shè)定，必然只能對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的最佳列車速度，當(dāng)列車以這個(gè)最佳速度通過(guò)時(shí)，車廂內(nèi)乘客的感受才是最舒適的；反之，當(dāng)列車速度低于這個(gè)最佳列車速度時(shí)，乘客將有向拐彎內(nèi)側(cè)傾斜的感覺(jué)；而當(dāng)列車速度高于這個(gè)最佳列車速度時(shí)，乘客將有被甩向拐彎外側(cè)的感覺(jué)。因此在未來(lái)采用超級(jí)高速列車的情況下，并不適宜在列車拐彎時(shí)使用傾斜軌道角度的方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種列車在高速行駛環(huán)境下，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整車倉(cāng)傾斜角度來(lái)適應(yīng)拐彎情況以提升乘客舒適度的超級(jí)管道列車，以及采用此超級(jí)管道列車做成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:超級(jí)管道列車，包括至少一節(jié)車廂，其特征在于:所述車廂包括車廂外殼和車廂內(nèi)殼；所述車廂外殼套在車廂內(nèi)殼上；在車廂外殼和車廂內(nèi)殼之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承，使車廂內(nèi)殼可在車廂外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述車廂內(nèi)殼內(nèi)部的空間區(qū)域?yàn)檐噦}(cāng)，在車倉(cāng)的底部設(shè)置有配重體。
[0007]進(jìn)一步的是:還包括車頭和車尾，所述車頭和車尾均為錐形結(jié)構(gòu)；所述車廂位于車頭和車尾之間；所述車廂外殼和車廂內(nèi)殼的橫截面均為圓環(huán)形；車廂外殼和車廂內(nèi)殼同軸配合。
[0008]進(jìn)一步的是:在每節(jié)車廂的車廂外殼上設(shè)置有至少兩層驅(qū)動(dòng)輪組，每層驅(qū)動(dòng)輪組包括至少三個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪；每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步的是:在每節(jié)車廂的車廂外殼上設(shè)置有兩層驅(qū)動(dòng)輪組；每層驅(qū)動(dòng)輪組包括四個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪。
[0010]進(jìn)一步的是:還包括圓環(huán)形的擋風(fēng)機(jī)構(gòu)，所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)固定在車廂外殼的外圓周面上，并與車廂外殼同軸；所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)包括多個(gè)擋風(fēng)口，在每個(gè)擋風(fēng)口上設(shè)置有可打開和關(guān)閉的擋風(fēng)板。
[0011]采用上述超級(jí)管道列車做成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，還包括圓形的管道，所述超級(jí)管道列車在管道內(nèi)行駛；沿超級(jí)管道列車的行駛方向，在超級(jí)管道列車后方管道的管口上設(shè)置有高壓空氣泵，高壓空氣泵向管道內(nèi)送入高速氣流，高速氣流的流動(dòng)方向同超級(jí)管道列車的行駛方向同向。
[0012]進(jìn)一步的是:車廂外殼的外徑Dl與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍為0.5至
0.7 ;擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍為0.9至0.99。
[0013]進(jìn)一步的是:所述車廂外殼的外徑Dl與管道的內(nèi)徑D2的比值為0.6 ;所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3與管道的內(nèi)徑D2的比值為0.95。
[0014]進(jìn)一步的是:在管道上設(shè)置有站點(diǎn)，在站點(diǎn)內(nèi)沿列車行駛方向依次串連減速管道和加速管道；減速管道和加速管道之間通過(guò)變軌管道連接；高壓空氣泵設(shè)置在站點(diǎn)內(nèi)；高壓空氣泵通過(guò)變軌管道與管道連接。
[0015]進(jìn)一步的是:所述減速管道分為三段，依次為一級(jí)減速段、二級(jí)減速段和三級(jí)減速段；在二級(jí)減速段的管道上設(shè)置有多個(gè)排氣孔，所有排氣孔的面積之和大于管道的橫截面面積；在三級(jí)減速段的末端上設(shè)置有可關(guān)閉和打開管道的尾端門。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)將車廂設(shè)置為兩層結(jié)構(gòu)，包括車廂外殼和車廂內(nèi)殼，并且車廂外殼套在車廂內(nèi)殼上，通過(guò)在二者之間設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸承，使車廂內(nèi)殼可在車廂外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在車廂內(nèi)殼的底部設(shè)置有配重體，使整個(gè)車廂內(nèi)殼的重心相對(duì)于車廂內(nèi)殼的幾何中心出現(xiàn)較大偏下。這樣，由于車廂內(nèi)殼的重心和幾何中心存在較大偏差，加上車廂內(nèi)殼通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承可以在車廂外殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此在列車拐彎過(guò)程中，車廂內(nèi)殼隨之自動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整車倉(cāng)內(nèi)部的傾斜角度，并且根據(jù)列車速度的不同和拐彎半徑的不同而隨之調(diào)整不同的傾斜角度，使乘客的舒適度始終保持在最佳狀態(tài)。另外，可以將車廂外殼和車廂內(nèi)殼均做成圓環(huán)形的管狀結(jié)構(gòu)，并且同軸配合，同時(shí)將車頭和車尾做成錐形結(jié)構(gòu)，可以使整個(gè)超級(jí)管道列車的風(fēng)阻降到最低。本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車需要置于管道結(jié)構(gòu)的軌道內(nèi)行駛，同時(shí)受到管道對(duì)列車周向上的制約，因此列車根本不可能發(fā)生脫軌、翻車等情況。另外可以在車廂外殼的外側(cè)設(shè)置擋風(fēng)機(jī)構(gòu)，當(dāng)擋風(fēng)板和擋風(fēng)口呈開啟狀態(tài)時(shí)，可以允許高速氣流從列車外殼四周的擋風(fēng)口流過(guò)；當(dāng)擋風(fēng)板和擋風(fēng)口呈關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，高速氣流基本不能從列車的四周流過(guò)，在列車加速時(shí)，通過(guò)在列車后方的管道口送入高速氣流可以對(duì)列車起到加速作用。同理在列車減速時(shí)，擋風(fēng)機(jī)構(gòu)也可以起到制動(dòng)作用。
[0017]采用本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車組成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，將超級(jí)管道列車置于管道內(nèi)行駛，通過(guò)在沿超級(jí)管道列車行駛的管道后方管口上設(shè)高壓空氣泵，高壓空氣泵向管道內(nèi)送入高速氣流，使管道內(nèi)部形成高速流通的氣流。這樣由于氣流本身速度很快，因此當(dāng)在管道內(nèi)順著氣流方向行駛的超級(jí)管道列車受到的空氣阻力將大大減小。超級(jí)管道列車實(shí)際受到的空氣阻力為列車速度減去管道內(nèi)空氣流通速度后所受阻力，因此超級(jí)管道列車的實(shí)際速度可以隨著高速氣流速度的提高而得到提高。另外，在超級(jí)管道列車系統(tǒng)中設(shè)置有站點(diǎn)，在站點(diǎn)內(nèi)沿列車行駛方向依次串連減速管道和加速管道，減速管道和加速管道分別對(duì)進(jìn)入站點(diǎn)的超級(jí)管道列車進(jìn)行減速和對(duì)駛出站點(diǎn)的超級(jí)管道列車進(jìn)行加速用。站點(diǎn)內(nèi)的減速管道和加速管道之間通過(guò)可以擺動(dòng)的變軌管道進(jìn)行連接。采用本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，可以大大降低超級(jí)管道列車在行駛時(shí)的空氣阻力，降低空氣與超級(jí)管道列車外表面的摩擦，因此可以提高超級(jí)管道列車的運(yùn)行速度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中A-A截面所示的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為圖1中B-B截面所示的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為具有多節(jié)車廂的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為超級(jí)管道列車系統(tǒng)中站點(diǎn)的一種示意圖；
[0023]圖6為管道布置中拐彎管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為火箭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為應(yīng)急備用管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖中標(biāo)記為:超級(jí)管道列車1、車頭11、車尾12、高速氣流2、車廂3、車廂外殼31、車廂內(nèi)殼32、旋轉(zhuǎn)軸承33、車倉(cāng)34、配重體35、驅(qū)動(dòng)輪組36、驅(qū)動(dòng)輪361、驅(qū)動(dòng)電機(jī)362、車門37、儲(chǔ)物倉(cāng)38、座椅39、擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4、擋風(fēng)口 41、擋風(fēng)板42、管道5、減速管道51、一級(jí)減速段511、二級(jí)減速段512、三級(jí)減速段513、排氣孔514、尾端門515、加速管道52、變軌管道53、供電區(qū)54、應(yīng)急備用管道55、三維顯示屏56、三維環(huán)繞攝像頭57、高壓空氣泵6、站點(diǎn)7、火箭頂端圓錐表面81、火箭圓柱表面82、球式密封活動(dòng)配合結(jié)構(gòu)9、車廂外殼的外徑D1、管道的內(nèi)徑D2、擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3、一節(jié)車廂長(zhǎng)度D4、彎道直線長(zhǎng)度D5。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]如圖1至圖4所示，本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車，包括至少一節(jié)車廂3，其特征在于:所述車廂包括車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32 ;所述車廂外殼31套在車廂內(nèi)殼32上；在車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承33，使車廂內(nèi)殼32可在車廂外殼31內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述車廂內(nèi)殼32內(nèi)部的空間區(qū)域?yàn)檐噦}(cāng)34，在車倉(cāng)34的底部設(shè)置有配重體35。
[0029]超級(jí)管道列車根據(jù)實(shí)際需要應(yīng)當(dāng)設(shè)置至少一節(jié)車廂3，當(dāng)有多節(jié)車廂3時(shí)，多節(jié)車廂3之間的連接方式應(yīng)當(dāng)允許任一兩節(jié)相鄰的車廂3之間可以實(shí)現(xiàn)一定的彎轉(zhuǎn)，以允許整列列車在拐彎軌道內(nèi)行駛時(shí)，整列列車隨彎道而彎曲；同時(shí)還應(yīng)當(dāng)允許兩節(jié)相鄰車廂3內(nèi)部的車廂內(nèi)殼32可以互不影響的轉(zhuǎn)動(dòng)；也就是相鄰兩節(jié)車廂3內(nèi)部的車廂內(nèi)殼32彼此獨(dú)立。例如，兩節(jié)相鄰的車廂3可以采用球式密封活動(dòng)配合結(jié)構(gòu)9 ;也就是將上一節(jié)車廂3的尾部做成部分球形凸起的結(jié)構(gòu)，將下一節(jié)車廂3的頭部做成部分球形凹槽結(jié)構(gòu)，通過(guò)球式密封配合，允許兩節(jié)車廂之間彎轉(zhuǎn)和相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。每列超級(jí)管道列車包含的車廂3的數(shù)量以及每節(jié)車廂3的長(zhǎng)度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，例如可以在每列超級(jí)管道列車內(nèi)設(shè)置20節(jié)車廂3，并且將每節(jié)車廂3設(shè)置為15米長(zhǎng)。
[0030]車廂外殼31套車廂內(nèi)殼32上，并且通過(guò)設(shè)置在二者之間的旋轉(zhuǎn)軸承33，使得車廂內(nèi)殼32可以在車廂外殼31內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。其原理類似于滾子軸承，在二者中間設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸承33，旋轉(zhuǎn)軸承33相當(dāng)于滾子軸承中的滾珠；通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承33可使車廂內(nèi)殼32在車廂外殼
31內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。通常只需要將車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸承33配合的位置分別做成圓形結(jié)構(gòu)即可，例如:可以只將車廂外殼31的內(nèi)壁面的橫截面做成圓形，將車廂內(nèi)殼32的外壁面的橫截面也做成圓形，并且二者同軸配合，旋轉(zhuǎn)軸承33位于兩層壁面之間。也可以將車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32均做成橫街面為矩形的結(jié)構(gòu)，只是二者大小不同；同時(shí)在車廂外殼31的內(nèi)壁面上設(shè)置一個(gè)圓形的配合槽，在車廂內(nèi)殼32的外側(cè)面上也設(shè)置一個(gè)圓形的配合槽，使兩個(gè)圓形配合槽同軸配合，將旋轉(zhuǎn)軸承33設(shè)置在兩圓形配合槽之間，通過(guò)這樣的配合也可以使矩形的車廂內(nèi)殼32在矩形的車廂外殼31內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)然在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，兩層殼體不得發(fā)生碰撞。
[0031]另外，也可以進(jìn)一步將整個(gè)車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32的橫截面均做成圓環(huán)形，SP將車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32的內(nèi)壁面和外側(cè)面的橫截面均設(shè)置為圓形；也就是將車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32設(shè)置為類似于圓管的結(jié)構(gòu)，再將二者同軸配合；將旋轉(zhuǎn)軸承33置于兩層管壁之間。
[0032]另外，本發(fā)明的超級(jí)管道列車還可以包括車頭11和車尾12，將車廂3置于車頭11和車尾12之間，根據(jù)車廂外殼31外壁面的橫截面形狀的不同，車頭11和車尾12應(yīng)當(dāng)做成不同的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以降低空氣阻力。如上述將車廂外殼31做成圓管形后，相應(yīng)的車頭11和車尾12可以設(shè)置成錐形結(jié)構(gòu)，這樣整個(gè)超級(jí)管道列車最終的形狀將呈現(xiàn)出兩頭尖的圓柱形；這樣的形狀結(jié)構(gòu)利于將其置于管道內(nèi)行駛，同時(shí)可以降低受到空氣的阻力。當(dāng)然，如果沒(méi)有設(shè)置車頭11和車尾12的時(shí)候，也可以將超級(jí)管道列車中的第一節(jié)車廂3的前端做成錐形，將最后一節(jié)車廂3的尾端做成錐形，也可以使整個(gè)列車受到的空氣阻力得到降低。
[0033]另外，旋轉(zhuǎn)軸承33可以是球形結(jié)構(gòu)，也可以是柱形結(jié)構(gòu)，并且可以在同一節(jié)車廂3內(nèi)設(shè)置多層旋轉(zhuǎn)軸承33 ;同一層上的旋轉(zhuǎn)軸承33應(yīng)當(dāng)均勻的分布在圓周上，其數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。如圖1和圖2中所示，旋轉(zhuǎn)軸承33為球形結(jié)構(gòu)，且同一層上設(shè)置有均勻分布的八個(gè)旋轉(zhuǎn)軸承33。
[0034]車廂內(nèi)殼32的內(nèi)部區(qū)域?yàn)檐噦}(cāng)34，車倉(cāng)34內(nèi)主要為乘客艙，相應(yīng)可以設(shè)置座椅39 ;在車倉(cāng)34的底部設(shè)置有配重體35。配重體35的作用是使車廂內(nèi)殼32的重心相對(duì)幾何中心偏下，這樣配合車廂內(nèi)殼32在車廂外殼31內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)超級(jí)管道列車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，車廂內(nèi)殼32可以自動(dòng)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以調(diào)整車倉(cāng)內(nèi)部的傾斜角度，并且根據(jù)列車速度的不同和拐彎半徑的不同而隨之調(diào)整不同的傾斜角度，使乘客的舒適度始終保持在最佳狀態(tài)；車廂內(nèi)殼32自動(dòng)偏轉(zhuǎn)的原理類似于不倒翁。理論上，通過(guò)配重體35配重后，使車廂內(nèi)殼32的重心和幾何中心的偏差距離越大越好。實(shí)際則可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況而設(shè)定配重體35。
[0035]另外，在車倉(cāng)34的兩側(cè)，還可以設(shè)置成儲(chǔ)物倉(cāng)8，可以放置一些應(yīng)急氧氣設(shè)備或者供乘客放置物品等。當(dāng)然，考慮到整個(gè)超級(jí)管道列車是封閉的，為了給乘客提供最舒適的環(huán)境，可以在車倉(cāng)34的兩側(cè)設(shè)置三維顯示屏56，并且在管道5的外側(cè)設(shè)置三維環(huán)繞攝像頭57，通過(guò)三維環(huán)繞攝像頭57將管道5周圍的環(huán)境實(shí)時(shí)拍攝下來(lái)，再通過(guò)車倉(cāng)34內(nèi)部?jī)蓚?cè)的三維顯示屏56呈現(xiàn)到乘客眼前，使乘客實(shí)時(shí)了解列車外面的自然環(huán)境。
[0036]本超級(jí)管道列車需要在圓形的管道5內(nèi)行駛，以保證超級(jí)管道列車的四周均受到約束，而不發(fā)生脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。另外超級(jí)管道列車在行駛時(shí)，不管車廂外殼31和管道5發(fā)生任何變化，其車廂內(nèi)殼32在均可以通過(guò)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)整車倉(cāng)34內(nèi)的傾斜角度，使車倉(cāng)34內(nèi)始終保持最舒適狀態(tài)。
[0037]考慮到目前磁懸浮列車技術(shù)已經(jīng)比較成熟，因此本超級(jí)管道列車也可以采用磁懸浮結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，超級(jí)管道列車的四周勻需要受到磁力約束，以防止列車轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生翻轉(zhuǎn)或者脫軌危險(xiǎn)。當(dāng)然，也可以不采用磁懸浮原理，而是在每節(jié)車廂3的車廂外殼31上設(shè)置至少兩層驅(qū)動(dòng)輪組36，每層驅(qū)動(dòng)輪組36包括至少三個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪361 ;每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪361由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)362驅(qū)動(dòng)；這樣也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)管道列車在周向上的約束。驅(qū)動(dòng)輪361與管道5的配合，理論上，驅(qū)動(dòng)輪361除了可以在管道5的徑向上移動(dòng)外，也可以在管道5的周向上移動(dòng)，也就是允許車廂外殼31在管道5內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；但是通常為了方便控制以及安全考慮采取將車廂外殼31與管道5進(jìn)行定向約束，也就是驅(qū)動(dòng)輪361只能在管道5的徑向上移動(dòng)，而不能在周向上移動(dòng)，例如可以采用目前普通列車使用的鋼軌與列車滾輪的配合形式，在管道5的內(nèi)壁面上內(nèi)管設(shè)置多條鋼軌，驅(qū)動(dòng)輪361只能卡在鋼軌上滾動(dòng)。進(jìn)一步可以優(yōu)選在每節(jié)車廂3的車廂外殼31上設(shè)置有兩層驅(qū)動(dòng)輪組36 ;每層驅(qū)動(dòng)輪組36包括四個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪361 ;兩層驅(qū)動(dòng)輪組36可以保證車廂3受到足夠的支撐；而每層驅(qū)動(dòng)輪組36包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)輪361，則可以更好的約束超級(jí)管道列車始終處于管道5的中心位置。
[0038]另外，可以在車廂外殼31的外圓周面上設(shè)置擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4，擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4成圓環(huán)形，并且與車廂外殼31同軸配合，擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4包括多個(gè)擋風(fēng)口 41，在每個(gè)擋風(fēng)口 41上設(shè)置有可打開和關(guān)閉的擋風(fēng)板42。當(dāng)列車需要加速時(shí)，擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4中的擋風(fēng)口 41和擋風(fēng)板42關(guān)閉，這樣當(dāng)在管道5內(nèi)流動(dòng)的高速氣流2的速度大于列車的速度時(shí)，高速氣流2可以作用一部分力在擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4上，對(duì)列車起到加速作用；當(dāng)列車高速行駛時(shí)，高速氣流2的速度小于列車的速度，高速氣流2可以通過(guò)打開的擋風(fēng)口 41流過(guò)，而對(duì)列車形成較小的空氣阻力；當(dāng)列車需要減速是時(shí)，由于高速氣流2的速度小于列車的速度，此時(shí)關(guān)閉擋風(fēng)口 41，空氣對(duì)擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4形成較大阻力，輔助實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的減速。擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4可以在一列超級(jí)管道列車上只設(shè)置一個(gè)，也可以設(shè)置多個(gè)，例如可以在每節(jié)車廂3上設(shè)置一個(gè)擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4。每個(gè)擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4上的擋風(fēng)口 41和擋風(fēng)板42需要一一對(duì)應(yīng)，其數(shù)量通常設(shè)置多個(gè)，以便在整個(gè)圓環(huán)結(jié)構(gòu)的擋風(fēng)機(jī)構(gòu)上方便布置，如至少設(shè)置三個(gè)擋風(fēng)口 41，三個(gè)擋風(fēng)口 41的大小相等且均勻的分布在車廂外殼31的周向上。當(dāng)然，擋風(fēng)口 41的具體數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況而定，只要方便打開和關(guān)閉擋風(fēng)板42即可。例如圖3中設(shè)置有16個(gè)擋風(fēng)口 41，以及16個(gè)擋風(fēng)板42。
[0039]另外，由于車廂3有兩層結(jié)構(gòu)，因此相應(yīng)的車門也設(shè)計(jì)有兩層，為了保證兩層車門37對(duì)應(yīng)一致，當(dāng)超級(jí)管道列車在停穩(wěn)上下乘客時(shí)，需要將車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32相對(duì)固定下來(lái)，防止車廂內(nèi)殼32轉(zhuǎn)動(dòng)，然后再打開分別設(shè)置在車廂外殼31和車廂內(nèi)殼32上的兩層車門37，以便乘客上下。
[0040]本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，需要采用上述超級(jí)管道列車1，同時(shí)將超級(jí)管道列車I放置到管道5內(nèi)行駛；管道5的內(nèi)壁面的橫截面應(yīng)當(dāng)為圓形結(jié)構(gòu)。超級(jí)管道列車I在管道5內(nèi)行駛時(shí)應(yīng)當(dāng)受到管道5在周向上的約束，這樣超級(jí)管道列車I才不可能發(fā)生脫軌風(fēng)險(xiǎn)。管道5對(duì)超級(jí)管道列車I的周向約束可以采用磁懸浮結(jié)構(gòu)，通過(guò)在周向上的磁力使超級(jí)管道列車I懸浮在管道5內(nèi)行駛。也可以采用如圖1和圖2中所示，通過(guò)在車廂外殼31周向上設(shè)置的驅(qū)動(dòng)輪組36與管道5的配合，將超級(jí)管道列車I約束在管道5內(nèi)行駛；由于超級(jí)管道列車I受到管道5周向上的約束，因此超級(jí)管道列車I不可能發(fā)生脫軌情況。另外，由于超級(jí)管道列車I內(nèi)部的車廂內(nèi)殼32可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，加上車倉(cāng)34內(nèi)部設(shè)置有配重體35，因此，車倉(cāng)34內(nèi)始終保持最舒適狀態(tài)。如在管道5不轉(zhuǎn)彎的情況下，不管車廂外殼31是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，車廂內(nèi)殼32始終保持豎直向下；而當(dāng)超級(jí)管道列車I轉(zhuǎn)彎時(shí)，受到向心力的影響，即使車廂外殼31不發(fā)生傾斜，車廂內(nèi)殼32也會(huì)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使車倉(cāng)34內(nèi)部發(fā)生傾斜，以調(diào)整一部分重力作為向心力，而乘客則始終處于最舒適狀態(tài)。
[0041]本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)的核心點(diǎn)就是需要在管道5內(nèi)形成高速氣流2，高速氣流2與超級(jí)管道列車I的行駛方向應(yīng)當(dāng)一樣。因此需要在沿超級(jí)管道列車I的行駛方向，在超級(jí)管道列車I后方管道5的管口上設(shè)置有高壓空氣泵6，由高壓空氣泵6向管道5內(nèi)送入高速氣流2。通過(guò)在管道5內(nèi)形成與超級(jí)管道列車I行駛方向同向的高速氣流2，可以大大減低空氣對(duì)超級(jí)管道列車I的阻力。其原理如下:令管道5內(nèi)的高速氣流的速度為VI，超級(jí)管道列車I的行駛速度為V2，根據(jù)Vl和V2大小的不同將有三種情況:第一:當(dāng)Vl > V2時(shí)，高速氣流2不但對(duì)超級(jí)管道列車I沒(méi)有阻力，反而可以對(duì)超級(jí)管道列車施加一定的推動(dòng)力；第二:當(dāng)Vl = V2時(shí)，高速氣流2與超級(jí)管道列車I的速度相同，因此高速氣流2不會(huì)對(duì)超級(jí)管道列車造成阻力；第三:當(dāng)Vl < V2時(shí)，高速氣流2對(duì)超級(jí)管道列車I具有阻力，但是阻力大小相當(dāng)于超級(jí)管道列車I以V2-V1的速度在靜止空氣環(huán)境中行駛時(shí)的空氣阻力；這樣空氣阻力的大小由超級(jí)管道列車I的速度V2和高速氣流2的速度Vl的差值決定；只要高速氣流2的速度接近超級(jí)管道列車I的速度，就可以大大降低空氣對(duì)超級(jí)管道列車I的阻力。例如，高速氣流2的速度Vl為800km/h，超級(jí)管道列車I的速度V2為1000km/h，則超級(jí)管道列車I在管道5內(nèi)行駛時(shí)實(shí)際的空氣阻力只相當(dāng)于以200km/h的速度行駛在靜止空氣環(huán)境中時(shí)空氣的阻力，而這樣的空氣阻力對(duì)列車影響并不大。如目前的動(dòng)車組基本已經(jīng)可以達(dá)到時(shí)速300km的速度，在300km/h的速度下空氣阻力帶來(lái)的問(wèn)題已經(jīng)可以采用現(xiàn)有技術(shù)解決。因此，只要管道5內(nèi)的流動(dòng)的高速氣流2的速度足夠快，那么超級(jí)管道列車I的速度就可以達(dá)到更快。理論上，采用本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)的超級(jí)管道列車I的速度可以達(dá)到上千公里每小時(shí)甚至更高。
[0042]管道5內(nèi)的高速氣流2由在超級(jí)管道列車I后方管道5的管口上設(shè)置的高壓空氣泵6提供，高壓空氣泵6可以采用壓縮機(jī)，其向管道5內(nèi)輸入高壓高速空氣；高壓空氣泵6的大小以及功率的選擇當(dāng)然需要滿足能提供的所需的高速氣流。[0043]由于管道5內(nèi)的超級(jí)管道列車I的速度非?？?，加上管道5內(nèi)需要通入高速氣流2，因此，對(duì)管道5的工程質(zhì)量有一定要求，在沿途的管道5上不能漏氣，同時(shí)對(duì)管道5的內(nèi)壁面應(yīng)當(dāng)盡量光滑，以降低內(nèi)壁面對(duì)空氣的阻力。另外，管道5在有拐彎時(shí)，其拐彎半徑不得過(guò)小，如圖6中所示，其拐彎彎道上a、b、c三點(diǎn)連線的彎道直線長(zhǎng)度D5的值一般不能短于超級(jí)管道列車I在3秒內(nèi)行駛的距離；否則超級(jí)管道列車I在拐彎時(shí)所需的向心力將較大，不利于超級(jí)管道列車I的安全行駛。
[0044]另外，當(dāng)超級(jí)管道列車I置于管道5內(nèi)以后，由于高速氣流2需要在超級(jí)管道列車I的周圍流過(guò)，因此在超級(jí)管道列車I和管道5之間應(yīng)當(dāng)留有足夠的間隙，以供高速氣流2流過(guò)；因此車廂外殼的外徑Dl與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍限定為0.5至0.7，進(jìn)一步優(yōu)選比值為0.6。另外擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4的作用上面已經(jīng)提過(guò)；為了使擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4在擋風(fēng)口 41和擋風(fēng)板42閉合時(shí)能最好的阻擋高速氣流，因此擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍限定為0.9至0.99，進(jìn)一步優(yōu)選比值為0.95。擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4在超級(jí)管道列車I行駛的任何時(shí)候都不得與管道5的壁面接觸，否則將造成嚴(yán)重破壞。另外，超級(jí)管道列車I在行駛時(shí)的動(dòng)力來(lái)源由沿著管道5設(shè)置的供電區(qū)54提供，其從供電區(qū)54獲得電能；如圖2和圖3中所示，在管道5內(nèi)的上端設(shè)置有供電區(qū)54 ;當(dāng)然，擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4不得與供電區(qū)54有任何接觸，否則造成破壞。
[0045]管道5—般為高強(qiáng)度的圓管結(jié)構(gòu)，通常由支架架設(shè)在地表上。進(jìn)一步還可以將管道5的管壁由里向外設(shè)置成四層結(jié)構(gòu)，分別為:供電層、絕緣層、加固層、防銹層。此時(shí)，供電層即可以代替上述供電區(qū)54，為超級(jí)管道列車I提供電能；絕緣層將供電層隔離；加固層則保證管道5的強(qiáng)度；防銹層保證整個(gè)管道5不受到空氣腐蝕。
[0046]另外，在管道5上設(shè)置有站點(diǎn)7，在站點(diǎn)7內(nèi)沿列車行駛方向依次串連減速管道51和加速管道52 ;減速管道51和加速管道52之間通過(guò)變軌管道53連接；高壓空氣泵6設(shè)置在站點(diǎn)7內(nèi)；高壓空氣泵6通過(guò)變軌管道53與管道52連接。如圖5中所示，在站點(diǎn)7內(nèi)設(shè)置有多處高壓空氣泵6。站點(diǎn)7的作用是用于對(duì)超級(jí)管道列車I進(jìn)行減速停車，以方便乘客上下車；另外也是將超級(jí)管道列車I進(jìn)行加速發(fā)車的地方。變軌管道53的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)管道5的變軌作用，另外就是將管道5與高壓空氣泵6連通；其變軌作用類似于現(xiàn)有的鐵路交通軌道中的道岔。當(dāng)然，變軌管道53在變軌前后都應(yīng)當(dāng)滿足對(duì)管道5的密封要求，同時(shí)其變軌應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確、快速。進(jìn)一步可以將減速管道51分為三段，依次為一級(jí)減速段511、二級(jí)減速段512和三級(jí)減速段513 ;在二級(jí)減速段512的管道5上設(shè)置有多個(gè)排氣孔514，所有排氣孔514的面積之和大于管道5的橫截面面積；在三級(jí)減速段513的末端上設(shè)置有可關(guān)閉和打開管道5的尾端門515。排氣孔514的作用是排出管道5內(nèi)的高速氣流，而尾端門515的作用是阻止管道5內(nèi)的高速氣流2流通。為了使排氣孔514能順利的排除管道5內(nèi)的高速氣流，要求所有的排氣孔514的面積加起來(lái)應(yīng)當(dāng)至少大于管道5的橫截面積；排氣孔514的數(shù)量不受限制，只要滿足上述要求即可。
[0047]另外，也可以在每間隔一定距離的管道5上設(shè)置一個(gè)應(yīng)急備用管道55，應(yīng)急備用管道55與管道5并列，其兩端通過(guò)變軌管道53與主管道5連接；當(dāng)出現(xiàn)交通狀況或者需要臨時(shí)停車時(shí)，列車可以駛?cè)霊?yīng)急備用管道55內(nèi)進(jìn)行停車。應(yīng)急備用管道55可以設(shè)置成和站點(diǎn)7內(nèi)的減速管道51和加速管道52相類似的結(jié)構(gòu)。
[0048]下面參照?qǐng)D5對(duì)本發(fā)明的超級(jí)管道列車系統(tǒng)中的站點(diǎn)7的工作過(guò)程做進(jìn)一步的說(shuō)明:當(dāng)有一列超級(jí)管道列車I將要進(jìn)入站點(diǎn)7前，向站點(diǎn)7發(fā)出需要進(jìn)站停車信號(hào)，站點(diǎn)7接到信號(hào)后提前通過(guò)高壓空氣泵6在其中一根減速管道51內(nèi)形成高速氣流2，當(dāng)超級(jí)管道列車I即將進(jìn)入站點(diǎn)7時(shí)，迅速通過(guò)變軌管道53將進(jìn)站的管道5與剛剛形成高速氣流2的減速管道51連通；超級(jí)管道列車I隨后駛?cè)霚p速管道51的一級(jí)減速段511內(nèi)，同時(shí)將尾端門515關(guān)閉，此后高壓空氣泵6逐漸減慢供氣速度，使減速管道51內(nèi)的高速氣流2的速度逐漸降低，同時(shí)將擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4的擋風(fēng)板42逐漸關(guān)閉，以增加管內(nèi)空氣對(duì)超級(jí)管道列車I的阻力，使超級(jí)管道列車I逐漸減速，以保證乘客安全；另外設(shè)置在二級(jí)減速段上的排氣孔514可以將超級(jí)管道列車I前段的擠壓的空氣排出，防止過(guò)快減速；當(dāng)超級(jí)管道列車I駛?cè)肴?jí)減速段513后，高壓空氣泵6停止供氣，同時(shí)擋風(fēng)板42完全關(guān)閉；此時(shí)超級(jí)管道列車I速度已經(jīng)很慢，此時(shí)由于前端管口被尾端門515關(guān)閉，以及擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4上的擋風(fēng)板42也已經(jīng)完全關(guān)閉，因此在三級(jí)減速段內(nèi)的空氣只能通過(guò)擋風(fēng)板機(jī)構(gòu)4原管壁的縫隙流過(guò)，三級(jí)減速段內(nèi)的空氣會(huì)逐漸被壓縮，可以對(duì)超級(jí)管道列車I實(shí)現(xiàn)最后的阻力減速，當(dāng)然超級(jí)管道列車I自身也配合制動(dòng)，使超級(jí)管道列車最終停下來(lái)，此后方可進(jìn)行乘客上下車。采用三段減速段的作用是使超級(jí)管道列車I的速度緩慢降下來(lái)，防止過(guò)快減速造成乘客不適，同時(shí)減速過(guò)程中利用管道5內(nèi)的空氣阻力對(duì)列車實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，可以有效節(jié)約能源。
[0049]當(dāng)一列超級(jí)管道列車I需要從站點(diǎn)7加速出站時(shí)，首先打開尾端門515，超級(jí)管道列車I靠自身驅(qū)動(dòng)通過(guò)變軌管道53從減速管道51駛?cè)爰铀俟艿?2，此時(shí)列車的行駛速度很慢；當(dāng)超級(jí)管道列車I進(jìn)入加速管道52之后，變軌管道53再將加速管道52連接到高壓空氣泵6上，然后高壓空氣泵6逐漸向加速管道52內(nèi)送入高速氣流2，并且高速氣流2的速度逐漸增大，并大于超級(jí)管道列車I此時(shí)的行駛速度，隨后關(guān)閉擋風(fēng)機(jī)構(gòu)4上的擋風(fēng)板42，高速氣流2對(duì)超級(jí)管道列車I實(shí)現(xiàn)推力加速作用，同時(shí)超級(jí)管道列車I自身也在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)加速；當(dāng)超級(jí)管道列車I的速度逐漸接近高速氣流2時(shí)，擋風(fēng)板42逐漸打開；此后靠超級(jí)管道列車I自身進(jìn)一步加速，使超級(jí)管道列車I的速度逐漸大于高速氣流2的速度，最后超級(jí)管道列車I以高速正常行駛后再通過(guò)變軌管道53接入出站管道5后出站。
[0050]整個(gè)超級(jí)管道列車系統(tǒng)，不僅在超級(jí)管道列車I進(jìn)站和出站時(shí)需要非常精確的調(diào)度，即使在超級(jí)管道列車I行駛過(guò)程中也需要進(jìn)行非常精確的控制駕駛，因此需要用到先進(jìn)的控制系統(tǒng)和控制軟件等進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)管道列車I的全自動(dòng)精確駕駛，以確保萬(wàn)無(wú)一失。因此在建造整個(gè)超級(jí)管道列車系統(tǒng)的同時(shí)需要建立一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)在超級(jí)管道列車I上設(shè)置先進(jìn)的控制室，通過(guò)控制室與整個(gè)超級(jí)管道列車系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)的通信，以確保各個(gè)站點(diǎn)7都能獲得相關(guān)超級(jí)管道列車I的實(shí)時(shí)狀態(tài)；進(jìn)而通過(guò)控制室可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整列超級(jí)管道列車I的全自動(dòng)精確駕駛，以防止采用人工駕駛使出現(xiàn)操作失誤等情況。另外，在超級(jí)管道列車系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)當(dāng)設(shè)立一個(gè)控制中心，該控制中心應(yīng)當(dāng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，以便對(duì)整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)中的所有超級(jí)管道列車I進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、追蹤和調(diào)度；考慮到列車速度非常快，因此要求控制中心對(duì)超級(jí)管道列車I有超高精度的監(jiān)測(cè)和追蹤；例如可以建造一個(gè)如火箭發(fā)射控制中心那樣高精度的中心站作為本發(fā)明中超級(jí)管道列車系統(tǒng)中的控制中心。
[0051]另外，由于超級(jí)管道列車行駛速度非常開，例如達(dá)到時(shí)速2000公里時(shí)，則其減速停車過(guò)程所需要的距離相應(yīng)增加，因此站點(diǎn)7的長(zhǎng)度可能需要幾十甚至上百公里。例如將減速管道51和加速管道52的長(zhǎng)度分別設(shè)置為100公里的長(zhǎng)度，并且減速管道的一級(jí)減速段設(shè)置為60公里，二級(jí)減速段設(shè)置為20公里，三級(jí)減速段設(shè)置為20公里；整個(gè)站點(diǎn)7的長(zhǎng)度將超過(guò)200公里，這樣的長(zhǎng)度基本可以滿足時(shí)速2000公里的超級(jí)管道列車進(jìn)行減速停車和加速發(fā)車的要求。當(dāng)然，如果超級(jí)管道列車的正常行駛速度更快，如時(shí)速10000公里時(shí)，其相應(yīng)的站點(diǎn)7的長(zhǎng)度可能需要更長(zhǎng)才能滿足超級(jí)管道列車的減速停車和加速發(fā)車要求。同理，超級(jí)管道列車的減速用時(shí)和加速用時(shí)也根據(jù)其正常行駛速度有關(guān)，例如，當(dāng)超級(jí)管道列車的正常行駛速度為2000km/h時(shí)，通常加速或減速的時(shí)間需要3分鐘左右，此時(shí)其平均加速度或者平均減速度約為3m/s2，這樣的速度可以防止乘客產(chǎn)生不適感；而當(dāng)超級(jí)管道列車的正常行駛速度為10000km/h時(shí)，通常加速或減速的時(shí)間隨著上升到需要20分鐘左右。
[0052]當(dāng)進(jìn)站的超級(jí)管道列車I不需要停車時(shí)，則不需要變軌管道53進(jìn)行變軌，超級(jí)管道列車I直接由管道5穿過(guò)站點(diǎn)7 ;該站點(diǎn)7內(nèi)的高壓空氣泵6以及變軌管道53等都不需要工作，整個(gè)貫穿站點(diǎn)7的管道5內(nèi)的高速氣流2可以由設(shè)置在整個(gè)管道系統(tǒng)中的其它地方的高壓空氣泵6提供高壓氣流2。
[0053]另外，由于管道5內(nèi)部的高速氣流速度較快，因此其壓強(qiáng)可能較大，超級(jí)管道列車I不得直接設(shè)置窗戶結(jié)構(gòu)。為了保證車倉(cāng)34內(nèi)部空氣壓強(qiáng)正常，以及保證車倉(cāng)34內(nèi)部空氣流通，需要設(shè)置將車倉(cāng)34內(nèi)部空氣和管道5內(nèi)空氣進(jìn)行交換的裝置；該裝置需要能將管道5內(nèi)的空氣壓強(qiáng)調(diào)整到常壓后供應(yīng)到車倉(cāng)35內(nèi)，既為車倉(cāng)34提供流通的空氣，又保證車倉(cāng)34內(nèi)的空氣壓強(qiáng)與自然大氣壓強(qiáng)接近。
[0054]如圖7中所不，為火箭的結(jié)構(gòu)不意圖；當(dāng)火箭在飛行時(shí)，火箭頂端圓維表面81會(huì)與空氣直接撞擊，同時(shí)將空氣分開，分開的空氣會(huì)與火箭頂端圓錐表面81、以及下方的火箭圓柱表面82產(chǎn)生摩擦阻力；由于火箭速度非常快，因此空氣對(duì)火箭產(chǎn)生的撞擊力和阻力將會(huì)非常大；同時(shí)在火箭表面由于摩擦?xí)纬筛邷?，這些問(wèn)題都將制約著火箭速度的進(jìn)一步提高。然而，如果將 火箭放置到本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)的管道5中進(jìn)行飛行，通過(guò)高壓空氣泵6在管道5內(nèi)形成高速氣流，并且使高速氣流與火箭保持一致的速度，這樣將可以解決火箭所遇到的很多難題:第一、避免高溫，安全環(huán)保，節(jié)省能源；第二、化解空氣阻力；第三、火箭不用擔(dān)心半路沒(méi)有加油站；第四、在管道內(nèi)行駛永不越軌；第五、火箭自身不需要攜帶易燃易爆物品，火箭所需動(dòng)力源由管道提供。
[0055]綜上，本發(fā)明所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其中超級(jí)管道列車I的行駛速度，主要取決于管道5中的高速氣流2的速度，只要管道5的精度和內(nèi)壁面的光潔度足夠高，以及采用的高壓空氣泵6的功率足夠強(qiáng)，使其驅(qū)動(dòng)管道5內(nèi)的高速氣流2的速度得到提高，則超級(jí)管道列車行駛的速度將隨之得到提高。例如，高速氣流2的速度達(dá)到1800km/h則超級(jí)管道列車的速度將可以達(dá)到2000km/h的速度，而且在這樣的高速行駛情況下，超級(jí)管道列車I受到的空氣阻力實(shí)際只相當(dāng)于以200km/h的速度在靜止空氣環(huán)境下行駛。
[0056]下面詳細(xì)說(shuō)明發(fā)明人對(duì)本發(fā)明所述的超級(jí)管列車系統(tǒng)的構(gòu)思原理:早在數(shù)千年前人類就在海上發(fā)明了風(fēng)帆，世界上數(shù)千年前就誕生了空氣動(dòng)力學(xué)，而自然界隨時(shí)隨地都在讓我們感受空氣動(dòng)力學(xué)給人類帶來(lái)的災(zāi)難與樂(lè)趣:臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)、天上的飛云……，由此可見空氣動(dòng)力所具有的力量是如此之大。本發(fā)明正是要通過(guò)超強(qiáng)的高壓空氣泵形成超強(qiáng)的風(fēng)力，在管道內(nèi)形高速氣流，使在管道內(nèi)行駛的超級(jí)管道列車可以像子彈在槍管里飛速行駛一樣，將我們帶到我們想去的地方和該去的地方。
[0057]不用擔(dān)心管道原理的速度不夠快，在現(xiàn)實(shí)中，管道原理無(wú)處不在:大炮、火槍、氣槍、以及美國(guó)航空母艦上使戰(zhàn)斗機(jī)起飛的彈射器等等，都用到了管道原理。以氣槍中子彈的速度為例，普通氣槍射出的子彈速度一般300m/左右，而高級(jí)的特種步槍或者超音速步槍，其射出的子彈已經(jīng)超過(guò)1000m/S。由此可見，只要?jiǎng)恿υ醋銐驈?qiáng)勁，管道內(nèi)的高速氣流將完全可以達(dá)到幾百甚至數(shù)千公里的時(shí)速。
[0058]有科學(xué)界人士曾經(jīng)預(yù)言說(shuō)未來(lái)的人類進(jìn)步需要走三步臺(tái)階，也就是三種維度--第一維度是在50年內(nèi)取消化學(xué)火箭，使用等離子引擎；第二維度是從地球上建設(shè)四根管道交通到太空后在繞地球一圈，需要用200年時(shí)間完成；第三維度就是用反光鏡罩住整個(gè)恒星，把光聚集到一個(gè)真空點(diǎn)上打開一條蟲洞，需要一萬(wàn)年的時(shí)間完成。發(fā)明人希望通過(guò)本專利大膽的將管道交通提前200年實(shí)現(xiàn)在地球上。
[0059]作為本發(fā)明的發(fā)明人，希望如阿姆斯特朗所說(shuō)的那樣以個(gè)人的一小步帶動(dòng)人類的一大步。希望通過(guò)本發(fā)明的超級(jí)管道列車讓人們感受一下一個(gè)永不飛出槍管的子彈飛車。
【權(quán)利要求】
1.超級(jí)管道列車，包括至少一節(jié)車廂(3)，其特征在于:所述車廂包括車廂外殼(31)和車廂內(nèi)殼(32);所述車廂外殼(31)套在車廂內(nèi)殼(32)上；在車廂外殼(31)和車廂內(nèi)殼(32)之間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸承(33)，使車廂內(nèi)殼(32)可在車廂外殼(31)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述車廂內(nèi)殼(32)內(nèi)部的空間區(qū)域?yàn)檐噦}(cāng)(34)，在車倉(cāng)(34)的底部設(shè)置有配重體(35)。
2.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)管道列車，其特征在于:還包括車頭(11)和車尾(12)，所述車頭(11)和車尾(12)均為錐形結(jié)構(gòu)；所述車廂(3)位于車頭(11)和車尾(12)之間；所述車廂外殼(31)和車廂內(nèi)殼(32)的橫截面均為圓環(huán)形；車廂外殼(31)和車廂內(nèi)殼(32)同軸配合。
3.如權(quán)利要求1所述的超級(jí)管道列車，其特征在于:在每節(jié)車廂(3)的車廂外殼(31)上設(shè)置有至少兩層驅(qū)動(dòng)輪組(36)，每層驅(qū)動(dòng)輪組(36)包括至少三個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪(361);每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(361)由一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(362)驅(qū)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的超級(jí)管道列車，其特征在于:在每節(jié)車廂(3)的車廂外殼(31)上設(shè)置有兩層驅(qū)動(dòng)輪組(36);每層驅(qū)動(dòng)輪組(36)包括四個(gè)均勻分布在同一橫截面上的驅(qū)動(dòng)輪(361)。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的超級(jí)管道列車，其特征在于:還包括圓環(huán)形的擋風(fēng)機(jī)構(gòu)(4)，所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)(4)固定在車廂外殼(31)的外圓周面上，并與車廂外殼(31)同軸；所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)(4)包括多個(gè)擋風(fēng)口(41)，在每個(gè)擋風(fēng)口(41)上設(shè)置有可打開和關(guān)閉的擋風(fēng)板(42)。
6.采用權(quán)利要求5所述的超級(jí)管道列車組成的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其特征在于:還包括圓形的管道(5)，所述超級(jí)管道列車(I)在管道(5)內(nèi)行駛；沿超級(jí)管道列車(I)的行駛方向，在超級(jí)管道列車(I)后方管道(5)的管口上設(shè)置有高壓空氣泵(6)，高壓空氣泵(6)向管道(5)內(nèi)送入高速氣流(2)，高速氣流(2)的流動(dòng)方向和超級(jí)管道列車(I)的行駛方向同向。
7.如權(quán)利要求6所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其特征在于:車廂外殼的外徑Dl與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍為0.5至0.7 ;擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3與管道的內(nèi)徑D2的比值的取值范圍為0.9至0.99。
8.如權(quán)利要求7所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其特征在于:所述車廂外殼的外徑Dl與管道的內(nèi)徑D2的比值為0.6 ;所述擋風(fēng)機(jī)構(gòu)的外徑D3與管道的內(nèi)徑D2的比值為0.95。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其特征在于:在管道(5)上設(shè)置有站點(diǎn)(7)，在站點(diǎn)(7)內(nèi)沿列車行駛方向依次串連減速管道(51)和加速管道(52)；減速管道(51)和加速管道(52)之間通過(guò)變軌管道(53)連接；高壓空氣泵(6)設(shè)置在站點(diǎn)(7)內(nèi)；高壓空氣泵(6)通過(guò)變軌管道(53)與管道(5)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的超級(jí)管道列車系統(tǒng)，其特征在于:所述減速管道(51)分為三段，依次為一級(jí)減速段(511)、二級(jí)減速段(512)和三級(jí)減速段(513);在二級(jí)減速段(512)的管道(5)上設(shè)置有多個(gè)排氣孔(514)，所有排氣孔(514)的面積之和大于管道(5)的橫截面面積；在三級(jí)減速段(513)的末端上設(shè)置有可關(guān)閉和打開管道(5)的尾端門(515)。
【文檔編號(hào)】B61B13/08GK104015734SQ201410300568
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】盧松軍 申請(qǐng)人:盧松軍