專利名稱：線性運(yùn)輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及機(jī)械制造，特別涉及高速線性運(yùn)輸系統(tǒng)。本發(fā)明的運(yùn)輸系統(tǒng)可用于高速短程和長(zhǎng)距離客運(yùn)和貨運(yùn)。建議的這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)可用于陸地及海上運(yùn)輸線。
發(fā)展一種避免環(huán)境污染，噪音最低，占地面積小，有效，高度安全，快速而又便宜的運(yùn)輸系統(tǒng)是一個(gè)主要問(wèn)題。
在這方面的技術(shù)中，已知有一個(gè)電動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)(US，A.5045646)，它包括一個(gè)運(yùn)輸車輛藉以在其上運(yùn)行，并附有鋪砌層的車行道。這個(gè)車行道支持縱向安裝的接觸軌道部分。一個(gè)控制系統(tǒng)按照來(lái)自在軌道規(guī)定路段的控制裝置的指令，在一定的軌道段產(chǎn)生一個(gè)給定的電動(dòng)勢(shì)，而在其他所有路段保持零電動(dòng)勢(shì)。這種運(yùn)輸系統(tǒng)在沿一個(gè)公共縱軸方向有兩個(gè)相間的接觸裝置。
上述運(yùn)輸系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于在恒定動(dòng)載作用下，安排在行車道表面的接觸軌道段不能平齊。在接頭處，軌道的完整性隨著時(shí)間的推移而被降解，高速運(yùn)行成為不可能。眾多的接頭造成頻繁的電流變換，導(dǎo)致電網(wǎng)過(guò)載和高的能量消耗。
已知還有一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)(JP，A，4-17001)，它通過(guò)固定在地面的線性電動(dòng)機(jī)和感應(yīng)線圈系統(tǒng)保證高速運(yùn)行。在這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中，軌道安排在一個(gè)基礎(chǔ)上。反復(fù)的高動(dòng)力載荷導(dǎo)致基礎(chǔ)變形，它引起軌道型面變化，以至于高速不可能。同時(shí)，這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)占地面積大，影響生態(tài)，昂貴，工作時(shí)耗電大。
還有另一個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)(DE，A，4029571)，它至少包括一個(gè)軌道和一個(gè)帶有沿軌道被驅(qū)動(dòng)的若干輪子的車輛，其軌道安裝在車行道上。這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)與已知的其他直線地面運(yùn)輸系統(tǒng)有同樣的缺點(diǎn)。此外，由于行車道上軌道的溫度應(yīng)變，沿軌道的累積收縮及接點(diǎn)的存在，不可能為車輛提供平滑的路線，意味著這種運(yùn)輸系統(tǒng)不可能實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，也不能保證高度安全性。
本發(fā)明的目的是提供一種由新的構(gòu)件設(shè)計(jì)的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，這些構(gòu)件的組合和改型使得運(yùn)行軌道完全平齊，而且可靠性高，材料消耗低，車輛高速運(yùn)行，高效率，對(duì)環(huán)境危害小。
本發(fā)明的原理在于線性運(yùn)輸系統(tǒng)包括一個(gè)基礎(chǔ)，還至少包括一根具有軌頭的軌道，一個(gè)與軌道接觸的帶輪的并有驅(qū)動(dòng)裝置的車輛，設(shè)有一個(gè)沿軌道排列的，并由力N1拉緊的鉸索，N1按下式確定0.5≤N1N2≤0.999]]>10≤N1Q≤104]]>式中N2在鉸索的拉伸強(qiáng)度，Q是車輛重量，鉸索安裝在交替的剛性和可移動(dòng)支座上，軌頭沿其整個(gè)長(zhǎng)度通過(guò)向支座間的中心區(qū)高度增加的可變高度中間層與鉸索連接。
按材料拉伸強(qiáng)度拉緊的并與運(yùn)輸系統(tǒng)其他元件連接的鉸索產(chǎn)生一條完全平齊，無(wú)接點(diǎn)，光滑的可以達(dá)到500km/h(公里/小時(shí))或更高速度的行車軌道。同時(shí)，提出的這種軌道設(shè)計(jì)有高的剛性。例如，在N1＝1000tf(噸力)時(shí)，重量Q＝2tf的一個(gè)運(yùn)行車輛在兩支座中間使軌道彎曲達(dá)兩支座距離的1/2000，若支座間跨距為50m，則正好為2.5cm，鉸索伸長(zhǎng)正好0.001cm或其長(zhǎng)度的0.000000001(如長(zhǎng)度是1km的話)。由于拉緊的鉸索連接在可移動(dòng)支座上，即使剛性固定支座相距10km，其間有500輛車(車總重1000tf)，其應(yīng)變狀態(tài)變化不明顯。也就是說(shuō)，拉伸應(yīng)力增加1/20000或鉸索拉伸強(qiáng)度的0.00005。因此，在N1/N2＝0.999的上限，鉸索將仍有充足的強(qiáng)度裕度。下限N1/N2是由于產(chǎn)生的應(yīng)變狀態(tài)，例如經(jīng)溫度應(yīng)變，制造不精確度，缺陷和類似因素產(chǎn)生的應(yīng)變狀態(tài)。如果N1/N2＜0.5，則高拉伸強(qiáng)度及十分昂貴的絞索材料將有極不合理的消耗，由于更重絞索下垂更嚴(yán)重，因此，軌道的高度將增加，這將嚴(yán)重?fù)p害其橫向(扭轉(zhuǎn))強(qiáng)度。
在N1/Q＜10時(shí)，車輛將使軌道顯著下垂，這將使運(yùn)行速度降低，并要求減小支座間跨距，或增加支座數(shù)量，將導(dǎo)致很大的材料消耗成本。在N1/Q＞104時(shí)，鉸索橫截面將過(guò)量增大，導(dǎo)致運(yùn)輸系統(tǒng)不正常的高成本和總體性能下降。
因?yàn)檐壍劳ㄟ^(guò)一個(gè)可變高度的中間層連到鉸索上，這種鉸索在軌道作用下的下垂被補(bǔ)償，使得軌頭表面完全平齊而無(wú)任何下垂。
由分開的元件，如繩股或條帶制作絞索是適宜的。這提高了材料的強(qiáng)度(因?yàn)椴牧系难由旌陀不叭毕萋实?，小直徑繩股，和小厚度條帶將有較大的拉伸強(qiáng)度)。同時(shí)，這也可使用較長(zhǎng)的絞索元件以減少絞索體中的接頭數(shù)和缺陷率并改進(jìn)可靠性。
最好用一種潤(rùn)滑劑分隔鉸索中的繩股和/或條帶。如果某些繩股或條帶破斷，它們則可向固定它們的剛性支座收縮。它們不影響剩余的完整的絞索元件的應(yīng)變一變形形態(tài)，即便90％繩股和/或條帶失效，這個(gè)系統(tǒng)仍可工作。
各個(gè)繩股和/或條帶可以設(shè)有一個(gè)保證鉸索精確橫截面尺寸并保護(hù)其不受不利環(huán)境，突然溫度變化及大氣濕度的影響的絕緣殼體。這個(gè)殼體也可使鉸索與軌道其他元件電絕緣，因此，可以通過(guò)不同于流經(jīng)軌頭工作電流的電流。
使鉸索導(dǎo)電是適合的，它可降低導(dǎo)體橫截面，降低軌道上的電能損失。同時(shí)，改變沿鉸索的電流參數(shù)使之不同于流經(jīng)軌頭的工作電流參數(shù)，則可以根據(jù)外界氣候條件控制熱量產(chǎn)生(焦耳)，因此可以在多年內(nèi)保持鉸索相同的預(yù)定最佳溫度。這就消除了由溫度應(yīng)變?cè)阢q索內(nèi)引起的不利附加應(yīng)力。
最好使中間層的高度增加與在軌道、鉸索和中間層總重作用下的鉸索下垂成比例。這可以避免鉸索的下垂并使軌頭工作面非常平齊。
按照另一最佳實(shí)施例，中間層的高度增加與在軌道、鉸索、中間層和車輛總重量作用下的鉸索下垂成比例。這就消除了運(yùn)行中駕駛車輛的需要，因?yàn)樵谶@種情況，軌頭工作面是沿凸的拋物線而不是沿一直線安裝。雖然鉸索有附加下垂，但當(dāng)車輛沿它運(yùn)行時(shí)，上述拋物線降低到直線(水平)位置。
軌道可以作成空心的，鉸索安裝在其內(nèi)。這增加了軌道的橫向剛性和穩(wěn)定性，降低了它的重量，節(jié)省了材料，并保護(hù)鉸索免受不利環(huán)境的影響。
用力N3縱向拉緊軌道是適宜的，N3按下式確定0.1≤N3N4≤0.9]]>式中N4是空心體縱向拉伸強(qiáng)度。
這個(gè)實(shí)施例節(jié)省材料，使軌道變輕，并相應(yīng)降低跨度中心處鉸索下垂和中間層高度。同時(shí)，空心體的拉緊消除了它出現(xiàn)縱向壓縮力的可能性，例如，在夏天熱可能危及軌道穩(wěn)定性時(shí)。如果N3/N4降低到小于0.1時(shí)，則不會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)正面效應(yīng)，如果這個(gè)比值增大到超過(guò)0.9的一個(gè)值，這個(gè)空心體有可能由于附加的溫度應(yīng)變和車輛輪產(chǎn)生的動(dòng)力載荷(沖擊)而破斷。
這個(gè)空心體最好成形為一個(gè)圓柱形殼體。這種形狀保證軌道耐扭轉(zhuǎn)振動(dòng)所要求的剛性，并在側(cè)風(fēng)載荷時(shí)降低空氣動(dòng)力阻力。
軌道空心體可以成形為一種可變高度中間層，這減少了元件數(shù)量，簡(jiǎn)化了軌道結(jié)構(gòu)。
可變高度中間層可以由排列在空心體內(nèi)部的多孔材料制造，保證了軌頭和絞索相對(duì)位置的剛性固定，并使中間層重量輕。
多孔材料最好是隔熱材料，可以保持絞索中給定的溫度條件。
此外，最好選擇一種電絕緣材料作為多孔材料，以單獨(dú)加給鉸索一個(gè)電壓，并保護(hù)鉸索免受峰值電載荷，例如，當(dāng)放電閃擊軌道時(shí)。
多孔材料可以作成一個(gè)阻尼器以阻尼軌頭的，軌體與鉸索相互的振動(dòng)，并阻尼軌道中這些元件的高頻振動(dòng)。
為軌道設(shè)置一個(gè)平行于軌頭排列的，剛性連接于軌頭的，并用力N5拉緊的輔助鉸索是適宜的，N5按下式確定0.5≤N5N6≤0.999]]>式中N6是輔助鉸索的拉伸強(qiáng)度。
這保證了軌道所要求的扭轉(zhuǎn)剛性和軌頭對(duì)橫向載荷的抗力。主絞索支承輔助鉸索的重量。
用力N7縱向拉緊軌頭是適宜的，N7由下式確定0.1≤N7N8≤0.9]]>
式中N8是軌頭縱向拉伸強(qiáng)度。
這增加了軌頭工作面的平直度，提高了軌道的剛性，排除了由太陽(yáng)熱引起的，可以導(dǎo)致失穩(wěn)的軌道中的壓縮縱向力。所有這些都可提高車輛速度。
這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)可以設(shè)有一個(gè)附加軌，以與上述軌形成一個(gè)共通軌道。這使軌道上的車輛位置更加穩(wěn)定，可以提高它的速度。
在一根水平直線上安排這些軌是適宜的。
按照本發(fā)明的另一實(shí)施例，可以在一根垂直線內(nèi)安排這些軌。
軌道可以設(shè)有第三根軌，它可使車輛更加穩(wěn)定，并可用三相電供給車輛的驅(qū)動(dòng)裝置。
三根軌按其橫截面沿一直線排列，采用這種軌道排列，車輛位于所有三根軌的上面。
然而，三根軌也可以按其橫截面排列為一個(gè)頂角向下的三角形，采用這種軌道排列，車輛在一根軌上運(yùn)行，另兩根軌安排在側(cè)面或上面。
三根軌也可以按橫截面排列成底面向下的一個(gè)三角形，因此兩根軌位于車輛下面，一根軌在車輛上面，這樣也保證車輛穩(wěn)定位置。
第三根軌可以允許以一種綜保方式向車輛供電，例如，一根軌接地，另一個(gè)是交流電，第三根是直流電，兩種類型交流電的頻率和電壓是不同的，兩類直流電電壓不同。
軌道可以設(shè)有第四根軌，可使運(yùn)輸系統(tǒng)更加穩(wěn)定，并可用一種綜合方式給車輛供電。
所有四根軌按橫截面可以沿直線排列，這將使車輛在所有四根軌上運(yùn)行。
四根軌排列成一個(gè)側(cè)面向下的四邊形是適宜的，它將使車輛在四邊形內(nèi)運(yùn)行。
四根軌也可以按橫截面排列成一個(gè)頂角向下的四邊形，這保證了車輛的穩(wěn)定性，并有助于高速運(yùn)行。
根據(jù)可行性研究和工作狀態(tài)，使軌頭作為電導(dǎo)體是適宜的，這將可向車輛供電，并把軌頭連接到直流或交流電源，這將允許在任何狀態(tài)下使用這種運(yùn)輸系統(tǒng)。
軌道最好通過(guò)一個(gè)電絕緣體連接到支座上，這樣改進(jìn)了連接頭的安全性和可靠性。
通過(guò)相互有間距的橫板把軌連接在一起是適宜的，其間距按下式確定1≤l1l2≤1]]>式中I1是相鄰橫板間距，I2是軌道間的距離。
橫板保證整個(gè)軌道穩(wěn)定的設(shè)計(jì)特征。如果I1小于I2，則橫板總重量增加，絞索下垂量增加，電擊穿一個(gè)橫板的可能性增加。如果I1大于100I2，則軌的橫截面，以及它的重量必然顯著增加。
把橫板作成半環(huán)形或環(huán)形的形式是適宜的，這將使車輛在由橫板連為一整體的軌道間運(yùn)行。
最好在軌道與橫板之間的接頭處設(shè)一電絕緣體。這將使軌頭相互絕緣，并改進(jìn)這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性。
在軌與橫板間的連接處設(shè)一絕緣體也是適宜的，這將阻尼軌的相互振動(dòng)及它們相對(duì)于基礎(chǔ)的振動(dòng)，改進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性。
最好通過(guò)一個(gè)相對(duì)縱向位移機(jī)構(gòu)把可移動(dòng)支座連接到基礎(chǔ)上和把每個(gè)軌連接到支座上。這就可以在例如山區(qū)地形，或當(dāng)在通過(guò)城市鄉(xiāng)村運(yùn)行時(shí)使用這種運(yùn)輸系統(tǒng)。
通過(guò)調(diào)節(jié)其相對(duì)于基礎(chǔ)的位置的一個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)把每根軌連接到支座上是適宜的。因此，在它的總的使用壽命期內(nèi)都可實(shí)現(xiàn)軌頭所要求的縱向剖面。
最好每根軌通過(guò)一個(gè)阻尼器連到支座上，這就可以阻尼軌道相對(duì)于基礎(chǔ)和支座的振動(dòng)，因此增加這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的可靠性。
借助于以向著軌的一個(gè)角度安排的一個(gè)連桿連接支座間至少一個(gè)橫板是適宜的，這將使使用在軌道鉸索和車輛上的重量緩釋，或者減小鉸索的橫截面，或者增加相鄰支座間的距離。
這個(gè)連桿可以通過(guò)一個(gè)阻尼器連到橫板上，以阻尼位于支座之間的軌道中部的振動(dòng)。
絞索最好剛性連接到剛性支座上。這就可以抗在支座另一側(cè)的鉸索破斷情況下拉緊的鉸索產(chǎn)生的單向力。
軌剛性連接到剛性支座上是適宜的，這就可以在每0.1-10km后把減速和/或加速載荷從軌上傳遞給支座，避免沿整個(gè)軌的長(zhǎng)度造成累積。
在軌與剛性支座的剛性連接處最好設(shè)有一個(gè)處于車輛運(yùn)行線的間隙，以容納一個(gè)轉(zhuǎn)轍器，保證車輛機(jī)動(dòng)性和運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
軌道可以包容在一個(gè)使運(yùn)輸系統(tǒng)與環(huán)境隔離的管道內(nèi)，即這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)如安裝在陸地上，則與空氣隔絕；如在水下運(yùn)行，則與水隔絕，如是一個(gè)地下運(yùn)輸系統(tǒng)，則與地隔絕。管內(nèi)的局部真空使得超音速成為可能。
這個(gè)管可以位于水中，錨定，并設(shè)有浮體，這就允許利用這種運(yùn)輸系統(tǒng)跨越深度為10-100m或更深的海洋進(jìn)行州際聯(lián)系。
這個(gè)管宜于用力N9縱向拉緊，N9按下式確定0.5≤N9N2≤0.999]]>式中N10是管道的縱向拉伸強(qiáng)度。
這使得管道起用力103-104tf拉緊的鉸索作用，并與軌道的鉸索一起，使得支座間的距離(在這種情況是錨定裝置的距離)增加到幾千米成為可能。所有這些更有可能，因?yàn)榕c軌道一起的管道將具有零浮力，因此在一個(gè)固定位置將沒(méi)有下垂。
N9的下限是0.1 N10，因?yàn)檫\(yùn)行線的某些部分長(zhǎng)年受水下流動(dòng)改變方向和水速的影響，在管道上引起附加而顯著的拉伸應(yīng)力，可以使之破裂。同時(shí)，季節(jié)性水溫變化將導(dǎo)致溫度應(yīng)變。在穩(wěn)定狀態(tài)一水溫恒定和沒(méi)有流動(dòng)時(shí)，上限N9＝0.999N10是可能的。
管道的橫截面上的重心最好下移。這改進(jìn)了管道位于水下時(shí)的橫向穩(wěn)定性，并排除了工作中扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的危險(xiǎn)。
為這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)在主軌道之下至少設(shè)置一個(gè)附加軌道是適宜的，因此，軌道的橫板最好相互連接。在材料消耗實(shí)際上相同的情況下，使這個(gè)系統(tǒng)可以運(yùn)行的車輛數(shù)與附加軌道數(shù)成比例增加。材料消耗增加不明顯，因?yàn)椴煌杰壍郎系你q索將在車輛重量作用下同步工作，而不管它在哪個(gè)水平上運(yùn)行。因此，每個(gè)鉸索的橫截面積和拉伸力都可降低。
這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)不同水平上的軌道橫板通過(guò)阻尼器連在一起，阻尼由運(yùn)行車輛引起的軌道振動(dòng)。
車輛應(yīng)至少有兩個(gè)輪沿一個(gè)軌上運(yùn)行。它們足以為懸吊在軌道之下的車輛提供運(yùn)行的穩(wěn)定性。
車輛應(yīng)至少有三個(gè)輪在至少兩個(gè)軌道上運(yùn)行。輪的這種安排可以在這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)可以達(dá)到的任何運(yùn)行速度下保持其車輛的穩(wěn)定位置。
把車輛驅(qū)動(dòng)裝置作成用輪集電電流的電動(dòng)裝置是適宜的，這保證了在車輛整個(gè)速度范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)裝置穩(wěn)定的能量供應(yīng)。
車輛驅(qū)動(dòng)裝置最好是一個(gè)將其轉(zhuǎn)動(dòng)至少傳遞給一個(gè)車輪的扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)。這使從驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)把轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給車輪簡(jiǎn)化，使變速箱或其他任何類似裝置都較輕，保證驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)在很廣的速度范圍內(nèi)。
按照另一實(shí)施例，車輛驅(qū)動(dòng)裝置被作成至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)-輪，沒(méi)有變速箱而進(jìn)行工作，使車輛較輕，容易操作。
車輛的驅(qū)動(dòng)裝置可以是一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)。這樣使加速載荷在所有速度下都不經(jīng)過(guò)車輪而加到軌上。還可以使車輪重量降至最低，并相應(yīng)降低由機(jī)械構(gòu)件制造的小的不規(guī)則性和不精確性及其他類似因素引起的作用在“軌-輪”上的動(dòng)力載荷，這在高速，即超過(guò)100m/s的速度下特別重要。
車輛驅(qū)動(dòng)裝置也可以是一個(gè)直接安裝在電動(dòng)機(jī)軸上的螺槳推進(jìn)器，它把驅(qū)動(dòng)力直接傳給車輛而不經(jīng)過(guò)輪和軌。在較高速度下，由于車身的適當(dāng)?shù)目諝鈩?dòng)力外形，車輛可以自由飛行而沒(méi)有把載荷加到這時(shí)起作電流集電器的車輪上。
車輛驅(qū)動(dòng)裝置還可做成一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)。這可以使車輛高速運(yùn)行而不必通過(guò)軌道向它供電，例如，在沒(méi)有電網(wǎng)的地區(qū)，或在供電失效的情況下這是很重要的。
下面結(jié)合附圖敘述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。


圖1示出當(dāng)在軌道，絞索和中間層總重量作用下中間層的高度與絞索的下垂成比例時(shí)，具有可變高度中間層縱向截面的線性運(yùn)輸系統(tǒng)視圖；圖2示出在軌道，絞索，中間層和車輛總重量作用下上述相同截面的視圖；圖3示出具有交替可移動(dòng)和剛性支座的線性運(yùn)輸系統(tǒng)的視圖；圖4示出具有兩個(gè)水平并列的并用橫板連在一起的軌道的線性運(yùn)輸系統(tǒng)視圖；圖5示出圖4的A向視圖；圖6示出由分開的繩股制成的軌道的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；圖7示出由分開的條帶制成的軌道的一個(gè)實(shí)施例的橫截面圖；圖8示出作成空心圓柱體的軌道的另一個(gè)實(shí)施例橫截面圖；圖9示出安裝在可移動(dòng)支座上的軌道橫截面圖；圖10(a，b，c)示出單軌上的車輛的候選安排(軌的橫截面)；圖11(a，b，c，d)示出軌道水平排列的雙軌上的車輛的候選安排；圖12(a，b，c，d)示出軌道垂直排列的雙軌上的車輛的候選安排；圖13(a，b，c，d，e)示出三軌上的車輛的候選安排；圖14(a，b，c，d)示出四軌上的車輛的候選安排；圖15示出圖10b的B向視圖的軌道上的雙輪車輛的一種安排視圖；圖16示出圖13e的C向視圖的三輪車輛的一種安排視圖；圖17(a，b，c，d，e)示出橫板的候選設(shè)計(jì)；圖18示圖2的D向視圖的車輛候選安排的一種可移動(dòng)支座的視圖；圖19示出一個(gè)剛性支座上的可移動(dòng)支座的一種候選安排的橫截面視圖；圖20示出由連桿把橫板連接到相鄰支座上的連接視圖；圖21示于圖20E向視圖的連桿安排視圖；圖22示出一個(gè)轉(zhuǎn)轍器的俯視圖，圖23示出其軌道安排在水下一根管中的線性運(yùn)輸系統(tǒng)的視圖；圖24(a，b)示出管的候選設(shè)計(jì)(橫截面)；圖25(a，b)示出設(shè)有兩根軌道的線性運(yùn)輸系統(tǒng)視圖；圖26(a，b，c，d，e，f，g)示出軌道垂直排列的雙軌上的車輛安排側(cè)視圖；圖27(a，b，c，d)示出軌道垂直安排的雙軌上的車輛驅(qū)動(dòng)裝置候選設(shè)計(jì)的側(cè)視圖；圖28示出軌道垂直安排的雙軌上的車輪懸掛縱截面；圖29(a，b，c，d)是車輪的候選設(shè)計(jì)(通過(guò)轉(zhuǎn)軸的截面)。
線性運(yùn)輸系統(tǒng)包括可以是泥土層，各種人造結(jié)構(gòu)如建筑物及鋼筋混凝土墊層等的一個(gè)基礎(chǔ)1(圖1)，它至少有一個(gè)具有軌頭3的軌道2(圖3，6)，至少有一個(gè)其輪子5沿軌道2(圖1，2，4)運(yùn)行的并具有驅(qū)動(dòng)裝置6(圖27)的車輛4，有一個(gè)沿軌道2的軌頭3安裝的并用力N1拉緊的絞索7(圖6)，N1由下式確定0.5≤N1N2≤0.999]]>10≤N1Q≤104]]>式中N2是絞索的拉伸強(qiáng)度，Q是車輛重量，絞索安裝在交替的剛性支座8(圖3)和可移動(dòng)支座9上。剛性支座8細(xì)分為剛性固定絞索7的鎖定支座8a和剛性固定軌道2的制動(dòng)支座8b。
軌道2的軌頭3借助于其高度向著相鄰支座9(8)之間的中部而增加的可變高度中間層10連接到絞索7上(圖1，2)。
車輛4的運(yùn)行線是連接位于相鄰支座上涉及的軌頭的直線11(圖2)。
向著兩支座之間的中部位置而增加的中間層10(圖1)的高度h1與在軌道2，絞索7，和中間層10總重量作用下絞索7的下垂成比例。中間層10(圖2)增加的高度h2與在軌道2，絞索7，中間層10，和車輛4總重量作用下絞索7的下垂成比例。由于下接頭12和上接頭點(diǎn)13作成球形，圓柱形(圖9)或任何其他標(biāo)準(zhǔn)接頭，支座9(圖4)可向車輛運(yùn)行線移動(dòng)。
接頭12安裝在例如被作成鋼筋混凝土樁1a的基礎(chǔ)上(圖4)，接頭13把支座連接到軌道2上。
這種線性運(yùn)輸系統(tǒng)可以有兩根軌2(圖5)形成一個(gè)常見(jiàn)的軌道，這兩根軌2安裝在一個(gè)垂直線(圖12)或水平線(圖11)上，通過(guò)間距為I1的模板14(圖5)連接，I1由下式確定1≤l1l2≤100]]>式中I2是軌2之間的距離。
軌道2可以是一個(gè)空心體(圖6)，通過(guò)楔形卡塊15連接到軌道2的軌頭3上。軌頭3有頂部，并分別有橫向工作表面3a，3b。
絞索7含有相互平行排列的并分別為矩形(圖6)，三角形，六邊形，圓形或其他任何橫截面的分開的繩股7a。液體和/或固體潤(rùn)滑劑分隔開絞索中的繩股。它可以占據(jù)繩股7a之間的空間，或者繩股7a可以涂上潤(rùn)滑劑。繩股7a由金屬和/或聚合物，或由復(fù)合材料制成的防護(hù)殼17包住。
殼17可以是不導(dǎo)電的以使絞索7與軌2的其他零件絕緣，和/或是不導(dǎo)熱的使絞索7與環(huán)境和軌道2的其他零件隔熱，和/或是阻尼的以停止軌道2其他零件傳給絞索7的振動(dòng)。
鉸索7(圖6)經(jīng)由焊接，膠接，鉚接或其他任何已知技術(shù)剛性連接在軌道2主體壁的內(nèi)表面上。在這種情況，軌道2主體的自由上部或主體側(cè)壁上部h1作為可變高度中間層10。
鉸索7可以由水平、垂直或混合方式排列的并被包容在剛性連接在一起的分開的絕緣殼體內(nèi)的分開的條帶7b(圖7)裝配成，這些分隔條7b也可由軌道2主體側(cè)壁或潤(rùn)滑劑16分開。
繩股7a或條帶7b可由高強(qiáng)度鋼和/或玻璃纖維，和/或碳纖維，和/或高強(qiáng)度聚合物材料，陶瓷材料，和/或復(fù)合材料，或其他高強(qiáng)度材料制造。
軌道2設(shè)有沿軌頭3平行安置并且剛性連接于軌頭3(圖6)的輔助鉸索18。輔助鉸索18由力N5拉緊，N5按下式確定0.5≤N5N6≤0.999]]>式中N6是輔助鉸索的拉伸強(qiáng)度。輔助鉸索也可以安排與軌頭3(圖6)的工作表面鄰接，或在軌頭3主體的孔3c內(nèi)(圖7)，或在軌頭3之下(圖8)。
當(dāng)輔助鉸索18被包容在軌頭的一個(gè)楔形槽3d內(nèi)時(shí)，構(gòu)成輔助鉸索18的各個(gè)條帶的側(cè)面形成軌頭3a的工作面。鉸索18的條帶被壓成一個(gè)整體并卡在槽3d內(nèi)。按照另一個(gè)實(shí)施例，絞索18的條帶被潤(rùn)滑劑分隔。
軌頭3可以由金屬，和/或陶瓷(金屬陶瓷)，和/或聚合物(含聚合物的一種金屬)和/或復(fù)合材料或任何其他高強(qiáng)度、耐磨和導(dǎo)電的均質(zhì)或?qū)訅翰牧现圃?，例如成為具有外?f的接近矩形的有三個(gè)側(cè)面的輪廓3e(圖8)。
可變高度中間層10可由充滿軌道2空心體的多孔材料19制造。當(dāng)軌道2主體是圓柱形殼體時(shí)(圖8)，多孔材料19處于1.1-100個(gè)大氣壓壓力之下。在這種情況下，鉸索7的殼體17最好是圓柱形。
有閉孔和通孔的多孔(泡沫)聚合物，和/或金屬，和/或陶瓷，和/或復(fù)合材料以及各種纖維材料可用作多孔材料。最好使用絕熱多孔材料(用于鉸索7的隔熱)，和/或非導(dǎo)電材料(用于鉸索7與與其他載電軌道零件絕緣)，和/或阻尼器(阻尼軌頭、軌道主體和鉸索的共振)。
軌道2主體由力N3縱向拉緊，N3由下式確定0.1≤N3N4≤0.9]]>式中N4是軌道主體縱向拉伸強(qiáng)度。
當(dāng)軌道2主體是由薄板高強(qiáng)度材料制造時(shí)，則可用強(qiáng)到足以松開絞索7的力拉緊它，并減小它所要求的橫截面積。由于軌道2主體暴露在不利的外部因素(溫度變化，車輛的減速和加速力，來(lái)自支座振動(dòng)的附加載荷等)中，軌道2的相對(duì)拉伸力比絞索7低。
軌道2的軌頭3在縱向也用力N7拉緊，N7由下式確定0.1≤N7N8≤0.9]]>式中N8是軌頭縱向拉伸強(qiáng)度。
這就改進(jìn)了軌頭3工作表面3a和3b的直線性，軌道2的剛性，特別是對(duì)于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而言，并且在該運(yùn)輸系統(tǒng)工作的整個(gè)季節(jié)溫度范圍內(nèi)消除了縱向壓縮力。也允許增加車輛的運(yùn)動(dòng)速度。
由于類似原因，軌頭3的相對(duì)拉伸力與軌道2主體的相近。
橫板14(圖8)通過(guò)一個(gè)絕緣體20與軌道2并且相應(yīng)地與軌頭3電絕緣。橫板14也可由非導(dǎo)電材料，如復(fù)合材料，制造。軌道2也通過(guò)阻尼器21連接到橫板14上。此外，有一圓柱形阻尼器22包圍軌道2主體的圓柱形殼，并剛性地抑制軌道2。阻尼器21和22可以作為電絕緣體，電絕緣體20也可作為阻尼器。
軌道2有一個(gè)用于橫向調(diào)節(jié)(校正)其相對(duì)于橫板14的位置的機(jī)構(gòu)23，包括具有凸塊23b的圓柱形導(dǎo)向裝置23a和一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如一對(duì)“螺釘-螺母”單元23c。
根據(jù)機(jī)構(gòu)23的用途，其轉(zhuǎn)軸23d在校正時(shí)可以與軌道2主體的圓柱形殼中心一致，或與通過(guò)軌道2的軌頭3的工作表面3a中心的縱軸3I一致，或處于它們之間。
軌道2的軌頭3和鉸索7(圖9)作成導(dǎo)電體，它們連接到供電系統(tǒng)24，該系統(tǒng)包括電源24a，配電裝置24b，外供電網(wǎng)24c，內(nèi)供電網(wǎng)24d。電源24a可供直流或交流電，兩相或三相電，具有工業(yè)用、低或高頻。
為車輛4驅(qū)動(dòng)裝置6供電的一個(gè)供電系統(tǒng)25包括一個(gè)配電裝置25a，集電器25b，內(nèi)供電網(wǎng)25c和饋電網(wǎng)25d。這個(gè)供電系統(tǒng)也包括與軌道2的軌頭3接觸的輪5，輪5具有可以集電的輪緣5a和輪軸5b。這個(gè)輪通過(guò)電絕緣體4b與車輛4的車身4a電絕緣。
軌道2通過(guò)可以作為阻尼器的一個(gè)電絕緣體26與支座9電絕緣。
當(dāng)軌道包括一根單軌2時(shí)，車輛是懸掛的，因此車身包住軌道(圖10a)，或是懸吊在一側(cè)(圖10b)或兩側(cè)(圖10c)。車身質(zhì)量中心應(yīng)在軌道2以下。這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)可以設(shè)一輔助軌2，與主軌2構(gòu)成一整體軌道。
兩個(gè)軌2可以一個(gè)在另一個(gè)側(cè)面沿橫向水平安裝(圖11a，b，c，d)。因此，車輛4本身可以是平底安排在軌道上(圖11a)，或車輛底部可以是曲線的(圖11b)并處于兩根軌2之間，或車輛底部可以安排在軌2之下(圖11c)，或車身殼體可以是圓柱形截面(圖11d)以在部分真空環(huán)境中工作。
兩個(gè)軌2也可以設(shè)成垂直地一個(gè)在另一個(gè)之上。因此車輛4至少設(shè)有一個(gè)輔助輪5c(圖12a)以保證車輛4的穩(wěn)定位置并避免翻倒。車輛4的車身可以是圓柱形或其他任何形狀，如矩形(圖12b)或梯形(圖12c)。
軌道可以設(shè)第三根軌2(圖13a，b，c，d，e)。因此，軌道2可以按其橫截面沿一根直線排列(圖13a)，或排列為一個(gè)底面向下的三角形(圖13b)，或排列為一個(gè)頂角向下的三角形(圖13c，d，e)。在后一種情況下，通過(guò)與軌道2的軌頭3工作表面平行的平面27(或在這個(gè)表面是凸面的情況，是沿3i線這個(gè)面的切線)可以是垂直(圖13c)的，或是斜的，通過(guò)(特別是穿過(guò))下軌2的軌頭(圖13d)，或是水平的(圖13e)。
軌道可以設(shè)有第四根軌2(圖14a，b，c，d)。因此，軌道2可以相互沿一根直線排列(圖14a)，或它們形成一個(gè)其一側(cè)向下的四邊形(圖14b)，或形成一個(gè)頂角向下的四邊形(圖14c，d)。
還可以有多軌道的其它方案，包括按上述方案不同組合的更多軌道。當(dāng)車輛4沿一根軌道運(yùn)行時(shí)，它至少有兩個(gè)主輪用于運(yùn)行(圖15)。
當(dāng)車輛4沿兩根軌道運(yùn)行時(shí)，它至少有三個(gè)輪(圖26a，b)。
當(dāng)車輛4沿三根軌道運(yùn)行時(shí)(圖16)，它至少有三個(gè)輪。
根據(jù)軌道2的數(shù)量及相互結(jié)構(gòu)，橫板14可以作成直梁(圖17a)，半圓形(圖17b，c)，它可以成形為噴口形，C形，或?yàn)榄h(huán)狀，圓形或矩形(圖17d，e)。
可移動(dòng)支座9(圖18)可以沿車輛4運(yùn)行線移動(dòng)，但在橫向它借助于相互有間隔的并作成球接頭的下支承接頭12a、12b剛性安裝。軌道安裝在由支撐9b固定的托架9a上。每個(gè)軌2和/或軌道有一個(gè)用于調(diào)節(jié)(校正)其相對(duì)于支座9(8)并相應(yīng)調(diào)節(jié)相對(duì)于基礎(chǔ)1的位置的機(jī)構(gòu)28，包括一個(gè)垂直(上、下)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)28a和一個(gè)橫向(左-右)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)28b。
可移動(dòng)支座9也可以安裝在剛性固定到基礎(chǔ)1的剛性支座8b(8a)上(圖19)。因此，提出的這種運(yùn)輸系統(tǒng)包括兩個(gè)水平軌道，每個(gè)水平上有兩個(gè)垂直排列軌道，它通過(guò)由四個(gè)改變連桿長(zhǎng)度的機(jī)構(gòu)29a組成的相互長(zhǎng)度位移機(jī)構(gòu)29連接到支座8b(8a)上，如分別經(jīng)連桿29b和29c連接支座8b(8a)和環(huán)形橫板14的“螺釘-螺母”副。
四個(gè)機(jī)構(gòu)29的綜合作用一方面是相對(duì)支座8b(8a)在橫向?qū)壍绖傂缘刂萍s，另一方面，它允許軌道及其橫板14一起在運(yùn)輸系統(tǒng)正常功能要求的極限內(nèi)發(fā)生縱向位移。在這種情況下，橫板14起可移動(dòng)支座9的作用。隨著這種位移的增加，阻力亦增加，因此，可移動(dòng)支座9也可作為制動(dòng)支座8b。
同時(shí)，軌道相應(yīng)于基礎(chǔ)1的位置可以經(jīng)改變連桿29b和29c的長(zhǎng)度而校正(“上-下”，“左-右”校正和“順時(shí)針及反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)橫板14”)。機(jī)構(gòu)29的數(shù)量可以不是四。
至少有一個(gè)橫板14(圖20，21)經(jīng)由斜向軌道的連桿30連接到鄰近的支座9(8)上，橫板14通過(guò)阻尼器31和吊桿31a，31b與連桿30連接。此外，經(jīng)用沿運(yùn)行方向的連桿32并連接相鄰的支座9(8)而把支座9(8)相互連接。同時(shí)，用沿運(yùn)行方向的連桿33把軌道的橫板14連接為一體。
軌道2的每個(gè)鉸索7可經(jīng)焊接、釬焊、膠接、楔形塊或其他任何類似的固定裝置剛性固定到剛性支座8a上，每個(gè)軌道2可經(jīng)由固定裝置35剛性固定到剛性支座8b上。在軌道2的剛性固定裝置35，也相應(yīng)在絞索7的剛性固定裝置34，與剛性支座8a之間有一個(gè)間隙。這個(gè)間隙容納轉(zhuǎn)轍器36，含有安裝在導(dǎo)軌36b上的平臺(tái)36a和用軌道支線37或38(向平臺(tái)36a的左邊)，或用主軌2(向平臺(tái)36a右邊)對(duì)準(zhǔn)主軌2的軌道段2a，2b，2c。
當(dāng)通過(guò)如海洋一類水39中時(shí)，軌道安裝在具有水下部分40a，地面部分40b和地下部分40c的一個(gè)管道40內(nèi)。水下部分40a作成具有零浮力，用錨固裝置41和垂直錨定桿41a固定在水底，它設(shè)有拉緊錨定桿41a的浮體42。有的浮體42作成水下站42a，作為剛性固定支座8a，為此，用斜錨定桿41b附加連接它們進(jìn)行固定。
管道40a在其橫截面上(圖24，a，b)有在其間為混凝土填料40f的外金屬殼40d和內(nèi)金屬殼40e，以及一層內(nèi)部防摩擦涂層40g。經(jīng)加厚管道下部混凝土填料40f(圖24a)或加配重40h(圖24b)使管道橫截面內(nèi)的重心下移。
管道40a(40b)由力N9縱向拉緊，N9按下式確定0.1≤N9N10≤0.999]]>式中N10是管道縱向拉伸強(qiáng)度。
管道的拉緊使其起到用103-105tf(噸力)拉緊絞索的作用。在與軌道絞索的綜合作用下，這就提高了支座間的距離達(dá)幾百米或數(shù)千米(在水下軌道情況，為錨固裝置間的距離)。
如軌道43的這種運(yùn)輸系統(tǒng)至少可以設(shè)有安裝在主軌道以下的附加軌道43a。在這種情況，不同水平上的軌道43和43a的橫板14由阻尼器44連接。
當(dāng)軌道2垂直排列(圖26)時(shí)，車輛4的主輪5和輔助輪5c可以有不同的結(jié)構(gòu)。在這種情況，車輛至少需要三個(gè)輪，至少兩個(gè)車輛可以組合成短的或長(zhǎng)的車列。
車輛4的驅(qū)動(dòng)裝置6可以是至少把轉(zhuǎn)動(dòng)傳給一個(gè)車輪5(圖27a)的扭力發(fā)動(dòng)機(jī)6a(轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)等，圖27)；至少一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)輪6b(電動(dòng)機(jī)或其他)；一個(gè)線性電動(dòng)機(jī)6c(圖27c)；一個(gè)螺槳推進(jìn)器6d(圖27d)；一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)(圖中未示出)。
考慮到軌道對(duì)動(dòng)力載荷和振動(dòng)的敏感性，車輛4設(shè)有一個(gè)懸置于車輪5和5c上的特別液壓(和/或氣動(dòng)，和/或電磁)系統(tǒng)45(圖28)。所示的為兩車輪垂直安排的雙軌系統(tǒng)實(shí)施例，車輪結(jié)構(gòu)包括一個(gè)指令系統(tǒng)45a，分別控制液壓子系統(tǒng)45c和45d的一個(gè)控制裝置45b，分別具有連桿45g和45h的液壓缸45e和45f，安裝在軌道2，橫板14和支座9上記錄運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)變狀態(tài)的傳感器45I。
對(duì)于高速車輛4來(lái)說(shuō)，極為重要的是降低軌道及其振動(dòng)的小的不規(guī)則性引起的動(dòng)力載荷。為此，車輪5(圖29)由彈性輕質(zhì)材料(如復(fù)合材料)構(gòu)成的輪緣5e和輪盤5d組成。一個(gè)圓環(huán)形彈性件5f(圖29c)可置于輪緣5d和輪盤5e之間。凸緣5a不需要固定在輪緣5d上，而是通過(guò)彈性板5g直接固定在車輪5的輪轂處(圖29d)。
采用技術(shù)設(shè)備把絞索7預(yù)拉伸到一個(gè)給定值，其終端用一種已知的方法，如焊接，緊密固定到間距為1-100km(公里)的剛性固定支座8a上(取決于地形，絞索拉伸力，絞索制造材料和其他類似因素)。絞索中的繩股7a和條帶7b部分是一端接一端地連接，例如由焊接方法連接，為保證絞索無(wú)缺隔，端頭沿絞索5分布開，使在任何一個(gè)隨機(jī)橫截面內(nèi)正好只有一個(gè)接點(diǎn)。
在鉸索拉緊前，拉緊時(shí)，或拉緊后，垂直安裝好制動(dòng)支座8b和可移動(dòng)支座9。絞索可與絕緣殼體17一起拉緊，或陸續(xù)拉緊一根或幾根。然后安裝每個(gè)軌道2的空心體并用給定的力拉緊，其端部用焊接等方法固定到間距0.1-10km(公里)(取決于車輛重量，交通密度，地形等類似因素)的制動(dòng)支座8b上。
軌道2的軌頭3和輔助絞索18采用類似方法安裝。從支座到支座間軌道2的空心體和軌頭3可用一根梁進(jìn)行安裝，因此，軌頭的工作面3a和3b可以是完全平齊的表面(例如，使用激光束)。在絞索7和軌道2的空心體例如用電阻焊連接在一起之后，軌道主體從上述梁中松開。然后安裝橫板14，最后用機(jī)構(gòu)28a和28b相對(duì)于基礎(chǔ)1調(diào)節(jié)軌道。為了消除軌頭及其沿軌道的無(wú)間隙接頭工作面的小的不規(guī)則性和波動(dòng)，可以沿整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)對(duì)它們進(jìn)行磨光。采用縮短吊桿31a和31b的方法用阻尼器31(圖20)消除橫板14重量產(chǎn)生的絞索的附加下垂，或者，把軌道空心體連到絞索上，使得在安裝橫板以后，絞索下垂到軌頭工作面所要求的位置。
這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的安裝可利用一種專門設(shè)計(jì)的鋪軌機(jī)進(jìn)行，鉸索7和其他拉緊的軌道部分在這個(gè)機(jī)器上拉伸。鋪軌機(jī)沿運(yùn)行線移動(dòng)，即把成品的軌道43裝在可移動(dòng)支座9上，并剛性固定到以前安裝好的剛性支座8上。
在此之后，這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)即可投入工作。這個(gè)系統(tǒng)的最佳性能如下跨度25-50m；軌高10-20cm；在N1＝500-2000tf(噸力)和Q＝1-2tf時(shí)鉸索靜態(tài)下垂0.5-5cm；動(dòng)態(tài)下垂0.1-2cm。
當(dāng)車輛4沿軌道43運(yùn)行時(shí)，應(yīng)變的軌道下垂更大，車輛運(yùn)行越向跨度中心靠近，則下垂越大，當(dāng)向剛性支座運(yùn)行時(shí)，下垂變小。當(dāng)車輛停止在跨度中心時(shí)，軌道下垂量在0.5-5cm(運(yùn)輸系統(tǒng)要求的參數(shù))。隨著車輛速度增加。由于軌道的慣性因素，其下垂將與速度成反比降低。
因此，當(dāng)運(yùn)行接近支座時(shí)，軌道的動(dòng)態(tài)下垂傾向于零，軌道將再次達(dá)到原始位置。由此，再加上軌道有足夠的局部垂直剛性，車輛可平穩(wěn)地通過(guò)支座而不產(chǎn)生任何動(dòng)力沖擊。
沿這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的整個(gè)路程都設(shè)有傳感器45I，它通過(guò)射電脈沖把車輛通過(guò)區(qū)域軌道應(yīng)變狀態(tài)的有關(guān)信息傳送到控制液壓缸45e和45f的控制裝置45b。液壓缸使輪5和5c上和下(同步或單獨(dú)地)，經(jīng)上補(bǔ)償移動(dòng)載荷作用下的軌道下垂(避免了由于附加軌道下垂的車輛下降)和阻尼了軌道的低頻振動(dòng)而保證車輛平穩(wěn)運(yùn)行。
因?yàn)檐壍烙蓄A(yù)知的穩(wěn)定物理和力學(xué)性能，便于進(jìn)行車輪控制。因此，對(duì)于已知的車輛速度和質(zhì)量，則軌道的下垂和振動(dòng)有已知的圖譜，其數(shù)據(jù)貯存在車載計(jì)算機(jī)中。
沿軌道的阻尼系統(tǒng)，即作為阻尼器的電絕緣體23，阻尼器31，21，22，阻尼多孔材料19，也都阻尼振動(dòng)。因?yàn)檫@種低頻振動(dòng)振幅大約是跨度的0.001-0.0001(例如，在這種載荷下鋼鐵軌橋梁跨度的振幅較多)，所以，這種軌道的振動(dòng)不影響車輛平穩(wěn)運(yùn)行，不阻礙它超過(guò)100m/s(米/秒)的高速。在跟著前面車輛的，車距保證車輛產(chǎn)生振動(dòng)成反相位出現(xiàn)的緊跟的車流也阻尼其振動(dòng)。一個(gè)線性計(jì)算機(jī)控制其過(guò)程并相應(yīng)形成運(yùn)行車列。
因此，雖然這種軌道表面上有柔性，耗料極低(每米約100kg)，但申請(qǐng)的這種運(yùn)輸系統(tǒng)的軌道剛性很高，應(yīng)變下軌道的這種剛性不低于額定載荷下公路和鐵路橋梁的剛性，雖然后者要花費(fèi)更多材料建造。
由于鉸索7很長(zhǎng)，且可移動(dòng)支座9不限制鉸索的縱向位移，因此，鉸索的應(yīng)變狀態(tài)在工作中實(shí)際上保持不變(相對(duì)變化量小于0.001)。溫度應(yīng)變導(dǎo)致鉸索應(yīng)變狀態(tài)大的變化(在某些實(shí)例中其相對(duì)變化值達(dá)0.5)。在這個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定的熱工作狀態(tài)下，例如，在水下管道40a或地下管道40c中，N1/N2可降低到0.9-0.999。
這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)建立時(shí)對(duì)車輛重量的考慮是允許消除運(yùn)行中對(duì)轉(zhuǎn)向輪的需要，因?yàn)樵谶@種情況軌頭工作面位于支座之間并不在一根直線上，但跟隨移向直線11之上的一根拋物線(圖2)，該拋物線與在運(yùn)動(dòng)載荷作用下鉸索7的附加下垂鏡面對(duì)稱。因?yàn)檫@種軌道的這種下垂，這個(gè)重量使跨度間軌頭工作表面筆直(成直線)。這個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)的這個(gè)實(shí)施例在車輛穩(wěn)定重量和恒速狀態(tài)下是可用的。
由于車輪5的質(zhì)量小，及它的垂直和水平柔性，這個(gè)輪在軌道上運(yùn)行有相當(dāng)?shù)闹本€性，即使在最大速度時(shí)也沒(méi)有任何明顯的動(dòng)力載荷(沖擊)。
由于只通過(guò)輪5向驅(qū)動(dòng)裝置供電，而沒(méi)有任何滑動(dòng)接觸，在最大速度時(shí)，可供給車輛4相當(dāng)?shù)碾娔堋?br> 在單軌情況(圖10)，驅(qū)動(dòng)裝置6，可以是電驅(qū)動(dòng)裝置，例如由車載電池組供電的電動(dòng)機(jī)，或者，也可不是電動(dòng)裝置，例如是一個(gè)內(nèi)燃機(jī)。
在多層水平軌道的情況(圖19，圖25a，25b)，所有軌道的鉸索在車重作用下通過(guò)橫板14一起下垂，不管運(yùn)行是在上軌道或下軌道均如此。因此，可以降低每根鉸索的拉伸力N1，相應(yīng)他們較輕，耗料少。
在另一實(shí)施例中，車輛4可以沿磁浮，和/或電磁浮，和/或氣(墊)浮軌道2運(yùn)行。在這種情況，車輪5僅作為集電器。
車輛4設(shè)有一個(gè)平衡系統(tǒng)，以保持其質(zhì)量中心始終處于通過(guò)軌道43對(duì)稱面的垂直平面內(nèi)。
本發(fā)明的運(yùn)輸系統(tǒng)耗料少，表出上有柔性的軌道是剛性而完全平整的，可以把它作為通過(guò)任何地形的陸地，地下，水下的高速運(yùn)輸線。這種先進(jìn)運(yùn)輸線可以連接城市，任何地區(qū)，甚至國(guó)家進(jìn)行客運(yùn)和貨運(yùn)。
權(quán)利要求
1.一種線性運(yùn)輸系統(tǒng)，包括一個(gè)基礎(chǔ)(1)，還至少包括一個(gè)具有軌頭(3)的軌道(2)，至少有一個(gè)沿軌道(2)在輪(5)上運(yùn)行的并具有驅(qū)動(dòng)裝置(6)的車輛(4)，其特征在于還設(shè)有一個(gè)安裝在所述的軌道(2)的軌頭(3)上的并用力N1拉緊的絞索(7)，N1按下式確定0.5≤N1N2≤0.999,]]>10<N1Q<104]]>式中N2是絞索(7)的拉伸強(qiáng)度，Q是車輛(4)的重量，絞索(7)安裝在交替的剛性和可移動(dòng)支座(8，9)上，軌道(2)的軌頭(3)通過(guò)可變高度且向相鄰支座(8，9)間中心增加高度的中間層(10)與絞索(7)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的絞索(7)由分隔的繩股(7a)構(gòu)成。
3.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的絞索(7)由分開的條帶(7b)構(gòu)成。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的絞索(7)中的繩股(7a)和/或條帶(7b)由潤(rùn)滑劑(16)分隔。
5.按照權(quán)利要求2或3所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的繩股(7a)和/或條帶(7b)由一絕緣殼(17)蓋住。
6.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的繩股(7)是導(dǎo)電的。
7.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)，絞索(7)和中間層(10)的總重量作用下，所述的中間層(10)增加的高度與所述的絞索(7)的下垂成比例。
8.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于在所述的軌道(2)，絞索(7)，中間層(10)和車輛(4)總重量作用下，所述的中間層(10)增加的高度與所述的絞索(7)的下垂成比例。
9.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)制成為空心體，所述的絞索(7)排列在其中。
10.按照權(quán)利要求9所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)主體由力N2縱向拉緊，N2按下式確定0.1≤N3N4≤0.9]]>式中N4是所述的軌道(2)的縱向拉伸強(qiáng)度。
11.按照權(quán)利要求9所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的空心體成形為一個(gè)圓柱形殼體。
12.按照權(quán)利要求9所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的空心體被作成可變高度中間層(10)。
13.按照權(quán)利要求9所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的可變高度中間層(10)由排列在軌道(2)空心體內(nèi)的多孔材料(19)制成。
14.按照權(quán)利要求13所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔材料(19)處于1.1-100大氣壓壓力之下。
15.按照權(quán)利要求13所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔材料(19)作成熱絕緣體。
16.按照權(quán)利要求13所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔材料(19)作成電絕緣體。
17.按照權(quán)利要求13所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的多孔材料(19)作成一個(gè)阻尼器。
18.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)設(shè)有一個(gè)沿所述的軌頭(3)排列，并平行于且剛性連接在所述的軌頭(3)上的輔助絞索(18)。
19.按照權(quán)利要求18所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助鉸索(18)用力N5拉緊，N5按下式確定0.5≤N5N6≤0.999]]>式中N6是所述的輔助鉸索(18)的拉伸強(qiáng)度。
20.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的軌頭(3)由力N7拉緊，N7按下式確定0.1≤N7N8≤0.9]]>式中N8是所述的軌頭(3)的縱向拉伸強(qiáng)度。
21.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)有一個(gè)附加軌(2)并與所述的軌(2)形成一個(gè)整體軌道(43)。
22.按照權(quán)利要求21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于兩根所述的軌(2)在水平方向相互排列。
23.按照權(quán)利要求21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于兩根所述的軌(2)在垂直方向相互排列。
24.按照權(quán)利要求21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(43)設(shè)有第三根軌(2)。
25.按照權(quán)利要求24所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的三根軌(2)按其橫截面相互排列成一直線。
26.按照權(quán)利要求24所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的三根軌(2)按其橫截面相互排列成底面向下的一個(gè)三角形。
27.按照權(quán)利要求24所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的三根軌(2)按其橫截面相互排列成頂角向下的一個(gè)三角形。
28.按照權(quán)利要求24所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(43)設(shè)有第四根軌(2)。
29.按照權(quán)利要求28所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的四根軌(2)按其橫截面相互排列成一直線。
30.按照權(quán)利要求28所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的四根軌(2)按其橫截面相互排列成一個(gè)底面向下的四邊形。
31.按照權(quán)利要求28所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的四根軌(2)按其橫截面相互排列成一個(gè)頂角向下的四邊形。
32.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的軌頭(3)是導(dǎo)電的。
33.按照權(quán)利要求32所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的軌頭(3)連到一個(gè)直流電源(24a)上。
34.按照權(quán)利要求32所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)的軌頭(3)連到一個(gè)交流電源(24a)上。
35.按照權(quán)利要求32所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)通過(guò)電絕緣體(26)連到支座(8，9)上。
36.按照權(quán)利要求21或24所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(2)經(jīng)由間距為I1的橫板(14)連在一起，I1按下式確定l≤l1l2≤100]]>式中I2是軌道間的距離。
37.按照權(quán)利要求36所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的橫板(14)成形為半環(huán)形。
38.按照權(quán)利要求36所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的橫板(14)是環(huán)形的。
39.按照權(quán)利要求36所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)有一個(gè)位于所述的橫板(14)與所述軌(2)連接處的一個(gè)電絕緣體，把所述的軌道(43)的單個(gè)軌(2)彼此分開。
40.按照權(quán)利要求36所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于它設(shè)有一個(gè)位于所述的軌(2)與所述的橫板(14)之間的一個(gè)阻尼器(21)。
41.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于可移動(dòng)支座(9)剛性連接在基礎(chǔ)(1)上，軌道(43)通過(guò)相互縱向位移機(jī)構(gòu)(29)連接在剛性支座(8)上。
42.按照權(quán)利要求1或21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌(2)和/或軌道(43)通過(guò)調(diào)節(jié)其相對(duì)于所述的基礎(chǔ)(1)的位置的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(28)連接到所述的支座(8，9)上。
43.按照權(quán)利要求1或21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌(2)和/或軌道(43)通過(guò)一個(gè)阻尼器(26)連接到所述的支座(8，9)上。
44.按照權(quán)利要求36所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于至少有一個(gè)所述的橫板(14)經(jīng)由以一個(gè)角度安排在軌道(43)上的連桿(30)連接到相鄰的所述的支座(8，9)上。
45.按照權(quán)利要求44所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的連桿(30)通過(guò)阻尼器(31)與橫板(14)連接。
46.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的絞索(7)剛性連接在所述的剛性支座(8a)上。
47.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)所述的軌(2)剛性連接在所述的剛性支座(8b)上。
48.按照權(quán)利要求47所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于把所述的軌(2)剛性連接到所述的剛性支座(8b)的裝置設(shè)有一個(gè)間隙，以容納沿所述的軌(2)運(yùn)行線上的轉(zhuǎn)轍器(36)。
49.按照權(quán)利要求1或21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道(43)安排在管道(40)內(nèi)。
50.按照權(quán)利要求49所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的管(40a)位于水中，由錨固裝置(41)固定在底部，并設(shè)有浮體(42)。
51.按照權(quán)利要求49或50所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的管道(40)由力N9縱向拉緊，N9按下式確定0.1≤N9N10≤0.999]]>式中N10是管道(40)縱向拉伸強(qiáng)度。
52.按照權(quán)利要求50所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的管道(40a)在其橫截面上的重心要下移。
53.按照權(quán)利要求1或21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于它至少包括一個(gè)設(shè)置在所述主軌道(43)之下的附加軌道(43a)，所述的軌道(43，43a)的橫板(14)連在一起。
54.按照權(quán)利要求53所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的軌道的橫板(14)通過(guò)一個(gè)阻尼器(44)連在一起。
55.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)至少有與一根軌(2)接觸的兩個(gè)車輪(5)。
56.按照權(quán)利要求21所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)至少有三個(gè)輪(5，5c)，它們至少與兩根軌(2)接觸。
57.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)的驅(qū)動(dòng)裝置(6)是一個(gè)把轉(zhuǎn)動(dòng)至少傳給一個(gè)車輪(5)的扭力發(fā)動(dòng)機(jī)。
58.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)的驅(qū)動(dòng)裝置(6)至少是一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)-輪(6b)。
59.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)的驅(qū)動(dòng)裝置(6)是一臺(tái)線性電動(dòng)機(jī)(6c)。
60.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)的驅(qū)動(dòng)裝置(6)是一個(gè)螺槳推進(jìn)器(6d)。
61.按照權(quán)利要求1所述的線性運(yùn)輸系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛(4)的驅(qū)動(dòng)裝置(6)是一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)。
全文摘要
線性運(yùn)輸系統(tǒng)包括一個(gè)基礎(chǔ)(1)，至少一個(gè)具有軌頭(3)的軌(2)，至少一個(gè)具有與軌(2)接觸的輪(5)的車輛(4)，并設(shè)有驅(qū)動(dòng)裝置(6)。按照本發(fā)明，它設(shè)有一個(gè)含有分開的線(7a)或條帶(7b)并用力N
文檔編號(hào)E01B5/08GK1167467SQ94195119
公開日1997年12月10日 申請(qǐng)日期1994年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月8日
發(fā)明者尤尼茨基·安那托利·愛(ài)杜勒道維基 申請(qǐng)人:Ntl新運(yùn)輸系統(tǒng)股份有限公司, 尤尼茨基·安那托利·愛(ài)杜勒道維基