列车气动性能模拟试验装置的同步发射测控方法及系统制造方法及图纸

列车气动性能模拟试验装置同步发射测控方法及系统，该方法包括采用辅助测控计算机设定弹射力加载量，由一总控制台控制经可编程控制器输出控制信号，可编程控制器直接或间接通过一电器控制柜控制列车模型的同步发射；列车模型触发同步测控，启动测试系统采集测试数据；所述测试系统包括车载数据采集系统和地面数据采集系统。本发明专利技术能够对列车模型起动性能模拟试验的全过程，包括弹射力加载同步发射和同步采样进行测控，灵活可靠，能够实现该模拟试验所采用列车模型的精确弹射力加载量的同步发射，以及动态的测量和同步测控功能，可靠的实现双端动模型列车的同步发射，以及车载数据采集系统与地面数据采集系统的同步工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于列车气动性能模拟试验
，具体的涉及一种可以对模拟 试验的列车气动性能模拟动模型试验装置进行同步发射和同步测控的方法，以 及该同步发射测控系统。
技术介绍
列车是在地面上高速运行的长大物体，复线上两相对运行列车交会及列车 过隧道引发的空气压力骤变，对行车安全、旅客舒适性及周围环境将产生严重 影响，诸如使车厢产生过大的变形，破坏车体结构，击碎车窗玻璃，损坏空调 系统进风装置，吸下被交会列车的物品，列车瞬态横摆过大(可能引起轮轨列 车脱轨，或损坏磁浮列车导向磁铁)，使乘客耳鸣、呕吐等。随着列车速度的提 高，因列车交会引起的空气动力学问题更为突出。日本在修建世界上第--条高 速铁路时，由于未能认识到列车交会和过隧道的空气动力对行车安全及旅客舒 适性的严重影响，导致复线间距和隧道断面积较小(可节约工程投资)，尽管随 后的几十年日本对改善列车气动性能的外形进行了大量研究(流线型头部长度达15m)，但仍受到复线间距和隧道断面积的制约。列车空气动力学研究的目的主要是减小气动阻力，改善操纵稳定性，提高 安全舒适性及减小其对环境的影响。列车空气动力学的研究内容可以归纳如下 几个方面。(1)研究作用在列车上的空气动力和力矩，及其对列车性能的影响。 (2)研究列车运行时，自然风对列车性能的影响及列车风对人和建(构)筑物 的影响。(3)研究列车通过隧道和列车会车时的压力波特性。(4)研究列车气 动噪声和气候条件及其对车厢内人员舒适性的影响。縮尺模型模拟试验是研究列车空气动力特性的一种主要手段。本案专利技术人 专利技术了一种列车气动性能模拟试验装置，如图1和图2所示，图1绘示了该列 车气动性能模拟试验装置的部分结构示意图；图2绘示了该列车气动性能模拟 试验装置的整体示意图。该列车气动性能模拟动模型试验装置主要由试验台、动力系统、控制系统、测试系统数据处理系统及列车模型组成。试验台分上下 两层，上层为列车模型运行试验线，下层为动滑轮车运行轨道。整个试验线分为三段发射段I，试验段n和减速段m。列车模型12縮比为1:16 1:25，列 车模型12的重量为15 30kg，列车模型12的最大瞬间释放速度为350 400km/h。上层轨道11上设置有列车模型12，列车模型12的一端连接拉动绳 14，拉动绳由牵引电机15驱动牵弓l，使列车模型12向牵引方向移动。在钢丝 绳的拉动末端首先连接一牵引小车13,牵引小车13与列车模型12均处于上层 轨道11上，牵引小车13再连接列车模型12，并且牵引小车13与列车模型12 间设置有包括电磁阀的脱钩装置，通过操控该电磁阀，可以使牵引小车13与列 车模型12间脱离。轨道的试验段II与发射段I临界处设置一脱钩机构，列车模 型运行至该脱钩机构时，该脱钩机构可使动滑轮车与列车模型间脱离连接。下 层轨道16上设置有动滑轮车18，动滑轮车18上设置有动滑轮组，动滑轮组上 绕有牵引绳19，该牵引绳19的一端连接列车模型12，另一端绕经动滑轮组后 固定在下层轨道16的右端，如此，当牵引小车13拉动列车模型12向右运动时， 牵引绳24也牵动动滑轮车23向右沿下层轨道21移动。弹力绳连接动力绳17， 在列车模型被牵引电机牵引--定距离后动力绳传递弹力绳的回縮弹力使动滑轮 车拉动列车模型进行瞬态加速，使列车模型以符合试验要求的速度驶入试验段， 进行试验。如图2所示，两组轨道21、 23上分别设置相对的列车模型22、 24，两列 车模型经由各自的动滑轮增速机构与弹力牵引机构牵引连接，两列车模型在弹 力牵引机构收缩力的带动下加速到测定速度并相对交会运动。能够模拟两交会 列车之间，列车与地面之间、列车与周围环境之间的相对运动，对不同形状、 不同运行速度列车，在不同线间距情况下通过可控制的试验，现实际列车在线 路上运行情况，获得列车表面和周围空气流场的动态变化过程。列车模型21的 轨道23上分别设置的发射段I ，试验段II和减速段III与列车模型23的轨道24上设置的减速段m，，试验段ir和发射段i，平行相邻，如此可以实时的获 得两车高速交会时的各种测量数据。如何能够对两列车模型的发射和测控保持同步是实现该实验装置最终结果 真实性的重要内容。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可以实现列车气动性能模拟试验进行同步发射和测控的 方法以及实现该同步发射测控的系统，其能够实现该模拟试验所采用列车模型 的精确弹射力的加载，并可实现同步发射，以及动态的同步测量和测控功能， 可靠的实现双端动模型列车的同步发射，以及车载数据采集系统与地面数据采 集系统的同步工作。本专利技术所采用的技术方案如下列车气动性能模拟试验装置的同步发射测控方法，该模拟试验装置采用牵 引机构牵引列车模型从而带动与列车模型连接的弹力绳伸长，牵引机构释放列车模型后弹力绳收縮，将列车模型发射并沿轨道加速后行进，其特征在于该同 步发射测控方法包括采用辅助测控计算机设定弹射力加载量，由一总控制台控制经可编程控制器 输出控制信号，可编程控制器直接或间接通过一 电器控制柜控制列车模型的同 步发射；列车模型触发同步测控，启动测试系统采集测试数据。 具体的讲，所述同步发射测控方法还包括首先，在辅助测控计算机中输入发射质量、预订发射速度并由此计算弹射力；判断是否为双端发射，如果为双端发射，则进行双端弹力绳加载弹射力， 然后检测弹力绳弹射力是否达到预定值，如果达到预定值，则会对双端牵引列 车模型的脱钩装置发送信号，双端牵引列车模型的牵引小车同时解锁，将列车 模型进行相对交会发射；如果为单端发射，则进行单端弹力绳加载弹射力，然后检测单端弹力绳弹 射力是否达到预定值，如果达到预定值，则将列车模型进行单端发射。所述弹射力加载量的设定方法包括对弹力绳在不同的弹射质量MO和环境温度T下测试，实测得到弹射力Ftmax 及试验段初速度V0,采用曲线拟合方法，建立弹射力-弹射速度模型 Ftmax=f (V0， M0， T);根据该模型选取试验弹射速度所需要的弹射力。所述同步发射测控方法包括在两轨道的试验段起点分别设置地面光电传感器和地面同步标志，两列车 模型上分别设置有车载光电传感器和车载同步标志，两列车模型发射后，当每 一辆列车的车载光电传感器检测到地面同步标记的初始端时，地面光电传感器 也同时检测到车载同步标记的初始端，车载光电传感器和地面光电传感器在该同一时刻产生同步脉冲信号输出，并同时分别触发启动车载数据采集系统和地 面数据采集系统工作。两列车发射后由地面光电传感器产生的地面同步脉冲信号分别输入至一测 控系统时间差检测记录仪表和所述辅助测控计算机，记录两同步脉冲信号到达 的时间差值，同时两同步脉冲信号触发地面数据采集系统，使地面数据采集系 统与首先进入轨道试验段的列车模型的车载数据采集系统同步工作，并以此为 基准，确定地面数据采集系统和两列车模型上的车载数据采集系统的时间坐标 的零点。一种列车气动性能模拟试验装置的同步发射测控系统，该模拟试验装置采 用牵引机构牵引列车模型从而带动与列车模型连接的弹力绳伸长，牵引机构释放列车模型后弹力绳收縮，将列车模型发射并沿轨道加速后行进，其特征在于 该同步发射测控系统包括辅助测控计算机，用于输入包括发射质量、预定试验速度的试验参数，从 而设定弹射力加载本文档来自技高网...

【技术保护点】
列车气动性能模拟试验装置的同步发射测控方法，该模拟试验装置采用牵引机构牵引列车模型从而带动与列车模型连接的弹力绳伸长，牵引机构释放列车模型后弹力绳收缩，将列车模型发射并沿轨道加速后行进，其特征在于该同步发射测控方法包括：　采用辅助测控 计算机设定弹射力加载量，由一总控制台控制经可编程控制器输出控制信号，可编程控制器直接或间接通过一电器控制柜控制列车模型的同步发射；列车模型触发同步测控，启动测试系统采集测试数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁习锋，潘迪夫，许平，刘堂红，鲁寨军，姚曙光，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]