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一种超高速管道客货运输系统技术方案

技术编号:13998235 阅读:9 留言:0更新日期:2016-11-15 11:39
一种超高速管道客货运输系统,采用全新思路,将车辆置于一闭合管道内,车辆与管道底部形成狭窄的空隙,在车辆的头部安置涡扇发动机,运行时抽取车辆前方管道内的空气压缩后自车辆下方的空隙内向尾部排出,依靠车辆前方管道负压与尾部高压推动车辆在管道内移动,车辆底部压缩气体与中上部空间的负压形成压差,使车辆悬浮在压缩空气上滑行,从而降低车轮与轨道之间的摩擦力,达到管道内超高速度。

一种超高速管道客货运输系统

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交通运输领域,尤其是用于超高速运行的管道客货运输系统。
技术介绍
公知在地面物体移动过程中,当速度大于400公里/小时时,空气阻力急剧增加,解决的办法一是像大型客机那样,在2万米空气稀薄的高空中飞行,另一种是在接近真空的管道内实现陆地飞行。除了空气阻力外,运行物体的车轮与轨道之间接触摩擦在极高速度下也会形成较大阻力,因而超级高铁依靠磁悬浮解决这一问题。从物理学上,空气对水平运动的物体的阻力来自对正前方空气压缩弹力和尾部空穴负压的拉力,在1000公里/小时速度下,侧向平行空气摩擦影响较小,包括地效飞机在内的飞行器在略加压缩的空气上飞行表明与侧向平行的空气摩擦的阻力可以忽略不计,除非是像空间飞行器那样达到宇宙速度,侧向平行的空气才会对宇宙飞船形成摩擦阻力和摩擦热效应。考虑到美国超级高铁需要攻克管道真空的维持,高昂的磁悬浮建设成本的一系列难题,本专利技术提出了一种全新的超高速管道运输思路:将车辆置于一闭合管道内,车辆与管道底部形成狭窄的空隙,在车辆的头部安置涡扇发动机,运行时抽取车辆前方管道内的空气压缩后自车辆下方的空隙内向尾部排出,依靠车辆前方管道负压与尾部高压推动车辆在管道内移动,车辆底部压缩气体与中上部空间的负压形成压差,使车辆悬浮在压缩空气上滑行,从而降低车轮与轨道之间的摩擦力。由于采用上述方案,在密闭的硬质管道内,车辆前方形成负压吸引力和尾部的正压推力,完全逆转车辆在开放空间高速运行时前方的正压阻力和尾部的负压引力,车辆底部闭合狭窄的空隙内压缩气体和车辆中上方相对的负压大大增强对车辆的悬浮升力。车辆如同活塞一般在硬质管道内运行,一旦检测出前方一段距离的车辆,只要涡扇发动机停机,两车辆之间的空气会逐渐压缩,逐渐上升的空气阻力会将车辆的速度降低至安全水平,加上轮式运行和制动装置,大大增加车辆的运行安全性;全电推进实现陆地飞行的零排放和空气污染;站台系统采用将车辆整体迅速自管道内取出和放入的方式运行,能够实现密集发车以增加运力。由于负压只在车辆运行时局部产生,管道平时处于常压状态,不需维持真空,不需磁悬浮,且对管道整体密封性要求不高,易于实现商业应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种高速管道客货运输系统。本专利技术的实施方案如下:图1为超高速管道客货运输系统构成图图2为超高速管道客货运输系统车辆系统结构图图2A为图2的A向视图图2B为图2的B向视图图2C为图2的剖视图图3为轮胎静息位时车辆系统轮式运行与制动单元与轮位控制单元结构及原理图图3A为图3的轮位控制单元局部A向视图图3B为图3的轮式运行与制动单元局部B向视图图4为轮胎功能位时车辆系统轮式运行与制动单元与轮位控制单元结构及原理图图5为轮胎维修位时车辆系统轮式运行与制动单元与轮位控制单元结构及原理图图6为管道系统结构图图6A为图6的A向视图图6B为图6的剖视图图7为车辆系统与管道系统交互结构图图7A为图7的A向视图图7B为图7的B向视图图8、图9为紧急强迫停车装置结构图图10为车站车辆起落装置结构及进站停车车辆位置图图11为车站车辆起落装置结构及站台换乘车辆位置图图11A为图11的A向视图图中 1车辆系统 1.1车辆主体单元 1.1.1拱形车顶 1.1.2受电器 1.1.3吊环 1.1.4车载无线电收发天器 1.1.5车头 1.1.6车载雷达 1.1.7梨状体 1.1.8车尾 1.1.9侧壁 1.1.10车轮室 1.1.11臂杆口 1.1.12车底 1.1.13底部凹槽 1.1.14斜面 1.1.15乘务舱 1.1.16显示屏 1.1.17驾驶座椅 1.1.18乘客座椅 1.1.19气体动力舱 1.1.20蓄电池 1.1.21行李舱 1.1.22轮式动力舱 1.1.23车门 1.2气动悬浮滑行单元 1.2.1涡扇发动机 1.2.2下排气孔 1.2.3球形万向主轮 1.2.4球形万向辅轮 1.3轮式运行与制动单元 1.3.1电动机 1.3.2转轴 1.3.3上带轮 1.3.4下带轮 1.3.5左臂 1.3.5.1转轴单套环 1.3.5.2左臂杆 1.3.5.3左臂杆腔 1.3.5.4左轮轴套环 1.3.6右臂 1.3.6.1叉状转轴双套环 1.3.6.2右臂杆 1.3.6.3右臂杆腔 1.3.6.4右轮轴套环 1.3.7左传送带 1.3.8右传送带 1.3.9左轮轴 1.3.10左上带轮 1.3.11左下刹车 1.3.12左上轮胎 1.3.13左下轮胎 1.3.14右轮轴 1.3.15右下带轮 1.3.16右上刹车 1.3.17右上轮胎 1.3.18右下轮胎 1.3.19左高压气管 1.3.20右高压气管 1.3.21三通 1.3.22三通 1.3.23电磁阀 1.3.24脚闸 1.25三通 1.3.26高压储气瓶 1.3.27单向阀 1.3.28高压伺服气泵 1.4轮位控制单元 1.4.1左滑块 1.4.1.1左臂杆穿孔 1.4.1.2楔形结构 1.4.1.3左蜗杆穿孔 1.4.1.4左导杆穿孔 1.4.2右滑块 1.4.2.1右臂杆穿孔 1.4.2.2楔形结构 1.4.2.3右蜗杆穿孔 1.4.2.4导杆穿孔 1.4.3左蜗杆 1.4.4左导杆 1.4.5右蜗杆 1.4.6右导杆 1.4.7左中央固定基座 1.4.8右中央固定基座 1.4.9蜗轮 1.4.10左侧壁固定基座 1.4.11右侧壁固定基座 1.4.12传动蜗杆 1.4.13电动机 1.4.14手动轮 2管道系统 2.1管道主体 2.2内衬 2.3上拱顶 2.4空气过滤装置 2.5供电线路(2.5) 2.6测速雷达 2.7全景摄像头 2.8无线电收发基站 2.9侧壁 2.10辅轨 2.11下凹槽 2.12主轨 3紧急强迫停车装置 3.1外壳 3.2闸门 3.3管道口 3.4拦阻口 3.5拦阻网 3.6气道封堵片 3.7下拦阻索 3.8左拦阻索 3.9右拦阻索 3.10滑轮 3.11电动共轴卷扬机 3.12钢轮 3.13滑轨 3.14涡杆驱动装置 4车站车辆起落装置 4.1管道上开口 4.2挂钩 4.3钢索 4.4起重机滑块 4.5起重机钢梁 4.6站台 4.7道轨 4.8下凹槽。图1所示,高速管道客货运输系统的组成包括:车辆系统(1)、管道系统(2)、紧急强迫停车装置(3)与车站车辆起落装置(4)。图2、图2A、图2B、图2C所示,高速管道客货运输系统的车辆系统(1)包括车辆主体单元(1.1)、气动悬浮滑行单元(1.2)、轮式运行与制动单元(1.3)及轮位转换单元(1.4)。图2、图2A、图2B、图2C所示,高速管道客货运输系统的车辆系统(1)的车辆主体单元(1.1),车辆主体单元(1.1)的拱形车顶(1.1.1)的中部安置受电器(1.1.2),前后部安置吊环(1.1.3),右侧车顶安置车载无线电收发天器(1.1.4),车头(1.1.5)呈自后顶部向前下部倾斜的平面,车头(1.1.5)上部安装车载雷达(1.1.6),前下部呈梨状体(1.1.7),,车尾(1.1.8)呈自后顶部向前下部倾斜的平面,车体中下部车尾(1.1.8)与侧壁(1.1.9)交界处,有半开放的车轮室(1.1.10),室壁有水平方向臂杆口(1.1.11),车底(1.1.12)中央有与车体纵轴平行的弧形底部凹槽本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种超高速管道客货运输系统,其特征是:其由车辆系统(1)、管道系统(2)、紧急强迫停车装置(3)与车站车辆起落装置(4)组成;车辆系统(1)类似活塞般置于管道系统(2)内,在车辆系统(1)与管道系统(2)的上部,受电器(1.1.2)与供电线路(2.5)相触碰;左侧车载无线电收发器(1.1.4)与右侧的无线电收发基站(2.8)相对应;在车辆系统(1)与管道系统(2)的中上部,球形万向辅轮(1.2.4)与辅轨(2.10)相对应;在车辆系统(1)与管道系统(2)的下部,球形万向主轮(1.2.3)置于主轨(2.12)之上滑行;在车辆系统(1)与管道系统(2)的底部,车辆系统(1)的底部凹槽(1.1.13)与管道系统(2)的下凹槽(2.11)形成闭合空隙,车头部梨状体(1.1.7)置于下凹槽(2.11)内,将车头前方与闭合空隙隔离,运行时,车辆头部的涡扇发动机,抽取车辆前方管道内的空气压缩后自车辆下方的空隙内向尾部排出,依靠车辆前方管道负压与尾部高压推动车辆在管道内移动,同时,车辆底部空隙的压缩气体与中上部空间的负压形成压差,使车辆悬浮在压缩空气上滑行,从而降低车轮与轨道之间的摩擦力,达到管道内超高速度;管道系统(2)的全景摄像头采集全部管道内图像,通过无线电收发基站发送并显示于车辆系统(1)的显示器与车站控制中心,以提前预警和处理;车辆系统(1)的车载雷达、管道系统(2)定点测速雷达、车载无线电收发器与管道系统(2)的无线电收发基站信号切换网络计算出车辆、前方与后方车辆速度与位置信息共同显示于乘务舱内的显示器上,并发送至车站中央控制单元;车辆人工、自动驾驶与紧急刹车:车载雷达不断扫描并接受车辆前方管道内雷达回波反射图像,及时发现前方障碍物的存在和与车辆的距离,并在一定距离内启动人工或自动刹车系统;刹车包括人工或自动切断管道系统(2)电路、车辆系统(1)的涡扇发动机电路、依靠车辆前方气体的压缩阻力和车辆后方的空穴负压拉力降低车辆速度,然后启动车辆系统(1)的轮式推行与制动单元进行自动或人工制动;在车站、隧道和桥梁等重要部位的入口前方,安置紧急强迫停车装置(3),紧急强迫停车装置(3)的高强度气道封堵片封堵车辆系统(1)的涡扇发动机的进气道,高强度纤维编织的拦阻网兜住车辆系统(1)的头部中下方,以电动共轴卷扬机的阻尼作用下逐渐降低车辆速度;车辆系统(1)到达车站并定点停车后,车站车辆起落装置(4)自管道内取出车辆,并不影响下趟车的通行,预留充足的时间进行乘员换乘和行李的存放,然后根据预先安排,再以车站车辆起落装置(4)将车辆系统(1)放入管道,先轮式运行至规定距离,再启动气动悬浮运行方式继续开行。...

【技术特征摘要】
1.一种超高速管道客货运输系统,其特征是:其由车辆系统(1)、管道系统(2)、紧急强迫停车装置(3)与车站车辆起落装置(4)组成;车辆系统(1)类似活塞般置于管道系统(2)内,在车辆系统(1)与管道系统(2)的上部,受电器(1.1.2)与供电线路(2.5)相触碰;左侧车载无线电收发器(1.1.4)与右侧的无线电收发基站(2.8)相对应;在车辆系统(1)与管道系统(2)的中上部,球形万向辅轮(1.2.4)与辅轨(2.10)相对应;在车辆系统(1)与管道系统(2)的下部,球形万向主轮(1.2.3)置于主轨(2.12)之上滑行;在车辆系统(1)与管道系统(2)的底部,车辆系统(1)的底部凹槽(1.1.13)与管道系统(2)的下凹槽(2.11)形成闭合空隙,车头部梨状体(1.1.7)置于下凹槽(2.11)内,将车头前方与闭合空隙隔离,运行时,车辆头部的涡扇发动机,抽取车辆前方管道内的空气压缩后自车辆下方的空隙内向尾部排出,依靠车辆前方管道负压与尾部高压推动车辆在管道内移动,同时,车辆底部空隙的压缩气体与中上部空间的负压形成压差,使车辆悬浮在压缩空气上滑行,从而降低车轮与轨道之间的摩擦力,达到管道内超高速度;管道系统(2)的全景摄像头采集全部管道内图像,通过无线电收发基站发送并显示于车辆系统(1)的显示器与车站控制中心,以提前预警和处理;车辆系统(1)的车载雷达、管道系统(2)定点测速雷达、车载无线电收发器与管道系统(2)的无线电收发基站信号切换网络计算出车辆、前方与后方车辆速度与位置信息共同显示于乘务舱内的显示器上,并发送至车站中央控制单元;车辆人工、自动驾驶与紧急刹车:车载雷达不断扫描并接受车辆前方管道内雷达回波反射图像,及时发现前方障碍物的存在和与车辆的距离,并在一定距离内启动人工或自动刹车系统;刹车包括人工或自动切断管道系统(2)电路、车辆系统(1)的涡扇发动机电路、依靠车辆前方气体的压缩阻力和车辆后方的空穴负压拉力降低车辆速度,然后启动车辆系统(1)的轮式推行与制动单元进行自动或人工制动;在车站、隧道和桥梁等重要部位的入口前方,安置紧急强迫停车装置(3),紧急强迫停车装置(3)的高强度气道封堵片封堵车辆系统(1)的涡扇发动机的进气道,高强度纤维编织的拦阻网兜住车辆系统(1)的头部中下方,以电动共轴卷扬机的阻尼作用下逐渐降低车辆速度;车辆系统(1)到达车站并定点停车后,车站车辆起落装置(4)自管道内取出车辆,并不影响下趟车的通行,预留充足的时间进行乘员换乘和行李的存放,然后根据预先安排,再以车站车辆起落装置(4)将车辆系统(1)放入管道,先轮式运行至规定距离,再启动气动悬浮运行方式继续开行。2.一种权利要求1所述超高速管道客货运输系统,其特征是:其车辆系统(1)包括车辆主体单元(1.1)、气动悬浮滑行单元(1.2)、轮式运行与制动单元(1.3)、轮位控制单元(1.4)。3.一种权利要求1所述超高速管道客货运输系统,其特征是:其车辆系统(1)的车辆主体单元(1.1)的拱形车顶(1.1.1)的中部安置受电器(1.1.2),前后部安置吊环(1.1.3),右侧车顶安置车载无线电收发天器(1.1.4),车头(1.1.5)呈自后顶部向前下部倾斜的平面,车头(1.1.5)上部安装车载雷达(1.1.6),前下部呈梨状体(1.1.7),,车尾(1.1.8)呈自后顶部向前下部倾斜的平面,车体中下部车尾(1.1.8)与侧壁(1.1.9)交界处,有半开放的车轮室(1.1.10),室壁有水平方向臂杆口(1.1.11),车底(1.1.12)中央有与车体纵轴平行的弧形底部凹槽(1.1.13),底部凹槽外缘与侧壁(1.1.9)为过渡斜面(1.1.14),车辆上半部为乘务舱(1.1.15),舱后上有显示屏(1.1.16),从后向前安置为朝向后方的驾驶座椅(1.1.17)与乘客座椅(1.1.18),车辆下半部前为气体动力舱(1.1.19),内有蓄电池(1.1.20),中部为行李舱(1.1.21),后部为轮式动力舱(1.1.22),车门(1.1.23)位于车辆的一侧,开门时可以进入乘务舱和行李舱。4.一种权利要求1所述超高速管道客货运输系统,其特征是:其车辆系统(1)的气动悬浮滑行单元(1.2)的涡扇发动机(1.2.1)及其控制系统安置于气体动力舱(1.1.19)内,涡扇发动机的进气口朝向前上方,运行时将前方压缩后的空气经下排气孔(1.2.2)注入底部凹槽(1.1.13)内,车头(1.1.5)的前下部呈梨状体(1.1.7)使车辆前方负压区和车辆底部的高压区相互阻隔,底部凹槽(1.1.13)外缘与车体侧壁(1.1.9)之间朝向外下方的斜面(1.1.14)上安置球形万向主轮(1.2.3),侧壁(1.2.9)近车顶处安置球形万向辅轮(1.2.4)。5.一种权利要求1所述超高速管道客货运输系统,其特征是:其车辆系统(1)的轮式运行与制动单元(1.3)安置于车体后部的轮式动力舱(1.1.19)内,高速管道客货运输系统的车辆系统(1)的轮式运行与制动单元(1.3)安置于车体后部的轮式动力舱(1.1.22)内,轮式运行与制动单元(1.3)的电动机(1.3.1)连接转轴(1.3.2),在转轴(1.3.2)的上带轮(1.3.3)和下带轮(1.3.4)之间,左臂(1.3.5)的转轴单套环(1.3.5.1)与右臂(1.3.6)的叉状转轴双套环(1.3.6.1)相互咬合,同轴套于转轴(1.3.2)上,左臂(1.3.5)的转轴单套环(1.3.5.1)、左臂杆(1.3.5.2)、左臂杆腔(1.3.5.3)、与左轮轴套环(1.3.5.4)为一体结构,右臂(1.3.6)的叉状转轴双套环(1.3.6.1)、右臂杆(1.3.6.2)、右臂杆腔(1.3.6.3)、右轮轴套环(1.3.6.4)亦为一体结构,左臂(1.3.5)的左轮轴套环(1.3.5.4)套置于左轮轴(1.3.9)中央,上有左上带轮(1.3.10),下有左下刹车(1.3.11),左轮轴(1.3.9)的上下端安置左上轮胎(1.3.12)和左下轮胎(1.3.13),右臂(1.3.6)的右轮轴套环(1.3.6.4)套置于右轮轴(1.3.14)的中央,下有右下带轮(1.3.15),上有右上刹车(1.3.16);右轮轴(1.3.14)的上下端安置右上轮胎(1.3.17)与右下轮胎(1.3.18),...

【专利技术属性】
技术研发人员:阮仕荣
申请(专利权)人:阮仕荣
类型:发明
国别省市:河北;13

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