背景技術(shù):
:滑鐵是一種采用電動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)做推力但在軌道上滑行的新型交通工具。它是輪軌技術(shù)與航空技術(shù)的結(jié)合體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
:滑鐵是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能效比高的快速交通工具,它是靠?jī)蓷l安裝在車廂底部的滑刀通過在地面上兩排帶U型槽的軸承上高速滑過而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的,通俗點(diǎn)說:滑鐵的行走機(jī)構(gòu)就是把鐵軌與輪子上下搬個(gè)家,把鐵軌安裝在車底下,把輪子放到地面上來實(shí)現(xiàn)高速行駛的。整列滑鐵有相同構(gòu)造的車頭車尾以及中間載客的車廂三部分組成。車頭車尾就是一條又深又長(zhǎng)的進(jìn)氣與噴氣通道,每個(gè)通道即是進(jìn)風(fēng)通道反向行駛時(shí)又是噴氣通道。通道上方與車頂之間有一封閉夾層,夾層的迎風(fēng)面成流線型,動(dòng)力源就安裝在夾層內(nèi),每個(gè)夾層內(nèi)豎著和倒著安裝同一款與夾層等高的推力風(fēng)扇。載客體由一系列像蜈蚣節(jié)肢狀的車廂串聯(lián)而成,整列滑鐵在上下坡、左右轉(zhuǎn)彎時(shí)可變形彎曲,當(dāng)滑鐵在高速行駛時(shí),車頭進(jìn)風(fēng)口通道內(nèi)的推力風(fēng)扇將高速行駛中迎面而來的空氣全部通過進(jìn)氣口吸入并在車廂頂部向后成一定角度噴出產(chǎn)生推力,噴出角度由推力風(fēng)扇噴氣口前的百葉片調(diào)節(jié),進(jìn)氣口抽吸空氣的速度≥迎面而來的空氣流量,使得車頭進(jìn)風(fēng)口處始終和大氣相等?;F尾部和車頭正好相反,通過車廂頂部吸氣由推力風(fēng)扇將空氣從滑鐵尾部排氣口噴出形成推力并消除車尾的壓差阻力。
舉例(僅供理解發(fā)明內(nèi)容)
假設(shè)滑鐵長(zhǎng)度與總阻力參照德國(guó)ICE350E高鐵為例,假設(shè)車體高3米,寬3米,長(zhǎng)200.2米(車頭、車尾各11米、車廂178.2米),設(shè)計(jì)在滑鐵每個(gè)夾層內(nèi)豎著安裝18臺(tái)做車頭+倒著安裝14臺(tái)做車尾的電動(dòng)涵道發(fā)動(dòng)機(jī)做推力。發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)如下:推力195Kg,直徑81.3cm,高度60cm,功率為70KW,排風(fēng)量每秒40m3。如果車頭推力風(fēng)扇噴氣口與車廂頂之間成30度夾角就能產(chǎn)生86.6%的輸出推力,18臺(tái)推力風(fēng)扇每秒能抽吸720m3的風(fēng)量≥車頭迎風(fēng)面698.4m3/s的進(jìn)風(fēng)量。14臺(tái)做車尾推力風(fēng)扇并抵消滑鐵尾部的壓差阻力。整列滑鐵功率為32臺(tái)×70KW=2240KW,總推力為5770Kg,德國(guó)高鐵1CE350E在時(shí)速350公里時(shí)受到總阻力為7650Kg,假設(shè)滑鐵理論阻力是德國(guó)高鐵阻力的70%,那么時(shí)速350公里的滑鐵實(shí)際推力為5770kg>滑鐵的理論阻力5355Kg。
技術(shù)與參數(shù)
(1)車廂與車廂的連接
滑鐵車廂由眾多大約一個(gè)座椅長(zhǎng)度的車廂串聯(lián)而成,車廂與車廂連接的截面上有一個(gè)個(gè)環(huán)繞著截面的半球形凹洞,凹洞內(nèi)有環(huán),每個(gè)環(huán)對(duì)應(yīng)相連車廂凹洞內(nèi)的環(huán)與之環(huán)環(huán)相扣,車廂與車廂之間連接處有間隙,間隙之間鑲嵌橡膠墊圈起封閉防撞、轉(zhuǎn)彎變形及減小風(fēng)阻的作用。
(2)車廂與滑刀之間的組合
滑鐵車廂底部有二條滑刀凹槽,凹槽頂被固定一條橡膠齒輪狀凹凸條,滑刀頂也有齒輪狀凹凸被鑲嵌在滑刀凹槽內(nèi)與橡膠齒輪條耦合,齒輪狀凹凸起到防止滑刀在凹槽內(nèi)前后位移,橡膠齒輪條起到減震作用?;妒且桓L(zhǎng)長(zhǎng)的橫截面成U形狀的空心管狀材料,滑刀一側(cè)朝車頭另一側(cè)朝車尾處開有散熱孔,滑刀與凹槽二側(cè)有間隙利于滑刀彎曲變形,滑刀在脫離車廂底凹槽后向外延伸一段距離做轉(zhuǎn)彎導(dǎo)向。
(3)滑輪的安裝調(diào)試和維護(hù)
滑輪是支撐滑刀做高速運(yùn)動(dòng)的關(guān)健系統(tǒng),滑輪安裝好壞是決定滑鐵平穩(wěn)運(yùn)行的保障。每個(gè)滑輪都可以上下左右調(diào)節(jié)后再用螺母固定以方便下次拆試維護(hù)保養(yǎng)。
(4)制動(dòng)
當(dāng)滑鐵需要制動(dòng)時(shí)采用關(guān)閉車頭車尾推力風(fēng)扇,然后封閉車頭車尾推力風(fēng)扇的百葉片形成車頭受阻、車尾負(fù)壓使滑鐵迅速減速,當(dāng)速度降到合適時(shí),車尾開啟反向推力風(fēng)扇幫助降速直到在車站剎車為止。
(5)車廂與供電
假設(shè)滑鐵高3米,車廂內(nèi)部高2.2米,車廂地面與滑鐵底之間有0.65米的夾層(設(shè)備倉),夾層(設(shè)備倉)內(nèi)放置動(dòng)力電池,空調(diào)等設(shè)備。最新特斯拉升級(jí)版powerpack鋰電池每塊容量已接近300KWh,相當(dāng)于功率70kW一臺(tái)推力風(fēng)扇可以工作4個(gè)多小時(shí)的容量,即滑鐵行駛1400多公里的距離,一列200.2米長(zhǎng)的滑鐵大約可按裝80塊這種鋰電池。另外隨著超快速充電技術(shù)的發(fā)展,可以利用充電樁對(duì)??空镜幕F進(jìn)行超快速充電以補(bǔ)充電能。
(6)關(guān)于轉(zhuǎn)彎半徑:
以滑鐵設(shè)計(jì)時(shí)速350公里為例,
r=mv2/f(r:轉(zhuǎn)彎半徑,單位:米,f:乘客受到向心力,以100牛頓為舒服,單位:牛噸。m:乘客的體重以平均70Kg為例,單位:公斤。v:滑鐵每秒滑行的距離,單位:米/秒)
r=mv2/f=70×97×97/100=6586米
(7)滑刀與滑輪之間的橫向作用力
以時(shí)速350公里,轉(zhuǎn)彎半徑6586米,整車自重加乘員及其它重量400噸計(jì)算,每米2個(gè)滑輪,200.2米長(zhǎng)滑鐵需接觸800個(gè)滑輪。F=mv2/r=400000x97x97/6586=571455N=58312Kg
每個(gè)滑輪受滑刀的橫向作用力為:F=58312/800=73公斤。
(8)滑刀與滑輪之間的接觸壓力(相當(dāng)于高鐵輪子與軌道之間的接觸壓力,高鐵為6250kg)
F=400000/800=500Kg
遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高鐵輪子對(duì)鐵軌的接觸壓力,對(duì)路基要求低。