一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构制造技术

本发明专利技术公开了一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构，包括外蒙皮、外蒙皮纵梁、横梁框、内蒙皮纵梁和内蒙皮；所述车体结构为上下层结构，上层乘客舱，下层为设备舱；所述外蒙皮包覆横梁框，并与横梁框密封固定；所述外蒙皮内表面密封固定外蒙皮纵梁；所述内蒙皮包裹乘客舱；所述内蒙皮外侧密封固定内蒙皮纵梁。本发明专利技术车体结构将乘客舱以双层密封耐压结构包裹，保障客舱内乘客生命安全，提高了真空环境下失压安全性；该车体结构的左右两侧设计面积较小的类似“圆形”或“椭圆形”的车窗，减少了车窗对车体结构强度的影响；车体结构采用不可燃烧的铝合金材料，提高了车体的防火性能，降低了火灾隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构
本专利技术属于真空管道交通系统，尤其是涉及一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构。
技术介绍
在地球表面稠密大气中高速运行的高铁列车，其运行的主要阻力是空气阻力，空气阻力限制了速度的提升，也形成了巨大的能耗。从理论上，为了提升运行速度，降低运行能耗，可将列车运行的轨道置于管道之内，并把管道抽成真空，把列车至于真空管道之内运行，称为“真空管道列车”。从工程实践角度而言，所谓真空管道内并不是完全的真空状态，管道内仍然存在极低压强的空气，在此极低压强的空气中，人会在十秒左右时间内失去意识，并在几分钟内因为缺氧而致死，所以，真空管道列车车体的客舱内仍然需要保持0.8至1个标准大气压。也就是说，真空管道内运行的列车的各节车体是需要承受0.8-1个大气压的内外压差的。这个压差大于民航客机在巡航高度时机舱的内外压差，因为客机在巡航高度时，客机外仍然存在0.2-0.3个大气压。这对真空管道列车车体结构的耐压(承担车体内外压差)设计提出了更高的要求。与飞机还有所不同的是，管道内高速运行的列车距离轨道和管道的间隙非常有限，在列车和管道发生异常时难以避免列车会与管道及轨道发生滑擦与磕碰。轨道及管道是由钢筋混凝土或钢结构制成，而列车的车体结构考虑列车轻量化设计的要求往往是薄壁结构，发生滑擦或磕碰会极易造成车体的破损，从而导致车体客舱内的空气瞬间与管道内的真空环境联通，危及乘客的生命安全。如图1和图2所示，目前已经公开的高铁车体结构100，从断面上看基本呈矩形，分为上下两部分，上部为乘客舱101(业内称为客室)，下部为设备舱102。乘客舱的车顶、侧墙和地板均由铝合金挤压中空型材焊接而成。从侧视图上看，客舱的侧面设计有面积很大的矩形车窗103。现有高铁列车的车体结构若直接应用与真空管道列车存在如下问题：1.车体结构的断面基本呈矩形，侧墙与车顶之间、侧墙与地板之间的过渡圆弧半径很小或者采用直角过渡，这种车体结构在承受大气压差载荷时会在这些过渡部位产生很大的弯曲应力，造成车体结构的破坏；2.车体的乘客舱由铝合金挤压中空型材焊接而成，车体结构沿着纵向存在若干焊缝，在车体承受大气压差载荷时，在垂直这些焊缝的方向上会产生较大的拉伸应力，从而对车体的疲劳强度不利；3.车辆在管道内高速运行，不能排除车辆碰触管道的可能性，发生这种意外时，若车体发生破损则瞬间失去保压功能，乘客瞬间暴露在真空环境中，发生极大的生命危险；4.车体侧墙上设有面积过大的车窗对车体强度是一种削弱，并且矩形车窗的四个角的过渡圆弧半径太小，在车体承受大气压差时会产生很大的应力，同样对车体强度不利；5.车体的端墙与车顶、端墙与侧墙之间的过渡为直角或半径很小的圆角，这种车体结构容易与真空管道结构发生磕碰滑擦。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构。本专利技术的车体结构将乘客舱以双层密封耐压结构包裹，即使外层遭到破坏丧失密封保压性能，内层结构仍然能够保证车体空气压力在安全范围内，保障客舱内乘客生命安全，提高了真空环境下失压安全性；该车体结构的左右两侧设计面积较小的类似“圆形”或“椭圆形”的车窗，减少了车窗对车体结构强度的影响；车体结构采用不可燃烧的铝合金材料，提高了车体的防火性能，降低了火灾隐患。为解决上述技术问题，专利技术采用如下的技术方案：一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构，包括：外蒙皮、外蒙皮纵梁、横梁框、内蒙皮纵梁和内蒙皮；所述车体结构为上下层结构，上层乘客舱，下层为设备舱；所述外蒙皮包覆横梁框，并与横梁框密封固定；所述外蒙皮内表面密封固定外蒙皮纵梁；所述内蒙皮包裹乘客舱，使得乘客舱具有内外两层蒙皮的耐压结构；所述内蒙皮外侧密封固定内蒙皮纵梁。进一步地，所述外蒙皮的侧面、顶面、底面圆滑过渡没有明显分界，浑然一体。进一步地，所述内蒙皮纵梁和横梁框与内蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围的横梁框、纵梁和内蒙皮相互接触的表面上涂抹密封胶；所述外蒙皮纵梁和横梁框与外蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围的横梁框、纵梁和外蒙皮相互接触的表面上涂抹密封胶。进一步地，为了进一步提高外蒙皮的密封性能，在外蒙皮与外蒙皮纵梁、横梁框铆接之后，外蒙皮的内侧喷涂气密涂层，气密涂层同时具有隔振降噪、保温防寒功能。进一步地，所述外蒙皮、外蒙皮纵梁、横梁框、内蒙皮纵梁和内蒙皮均采用铝合金材料。进一步地，所述内蒙皮的侧墙与地板采用大半径圆弧过渡，所述大半径圆弧是指半径为100mm-900mm的圆弧。进一步地，所述乘客舱左右两侧安装有用于乘客上下车的乘降车门，该车门为向内侧开启式。进一步地，所述车体两端的端墙与车顶及侧墙为斜面加圆角的过渡方式。而不是传统高铁车辆的直角过渡的方式。进一步地，所述乘客舱左右两侧安装有透视舷窗，所述透视舷窗包括设置在外蒙皮上的外透视玻璃和设置在内蒙皮上的内透视玻璃，且外透视玻璃和内透视玻璃对应设置。进一步地，所述透视舷窗为近似圆形或椭圆形。进一步地，所述乘客舱的端部还设有端门。本专利技术所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。如无特殊说明，本专利技术中的各原料均可通过市售购买获得，本专利技术中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。与现有技术相比较，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术的车体结构将乘客舱以双层密封耐压结构包裹，即使外层遭到破坏丧失密封保压性能，内层结构仍然能够保证车体空气压力在安全范围内，保障客舱内乘客生命安全；提高了真空环境下失压安全性。2.本专利技术车体断面采用类似“圆形”或“椭圆形”的设计，将各过渡圆角尽可能放大，从而尽可能将车体内外压差作用下的弯曲应力转化为膜应力，提高车体结构的耐压强度，降低车体结构自重；3.本专利技术的车体采用高强度铝合金或超高强度铝合金制成的蒙皮、横梁框和纵梁通过铆接而成，结构轻，耐压能力强，且铝合金材料为不可燃，提高了防火性能；4.本专利技术的车体结构的左右两侧设计面积较小的类似“圆形”或“椭圆形”的车窗，减少了车窗对车体结构强度的影响；5.本专利技术的车体结构采用不可燃烧的铝合金材料，提高了车体放火性能，降低了火灾隐患。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明图1为现有的高铁车体主视示意图；图2为现有的高铁车体结构断面示意图；图3为本专利技术车体结构断面结构示意图；图4为本专利技术车体结构的外蒙皮结构示意图；图5为本专利技术的内蒙皮断面示意图；图6为本专利技术的横梁框结构示意图；图7为本专利技术的外蒙皮纵梁断面示意图；图8为本专利技术内外蒙皮上安装舷窗玻璃的结构示意图；图9为本专利技术的真空管道列车车体结构示意图；图10为为图9的A-A面断面剖视图；图11为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构，其特征在于，包括：/n外蒙皮、外蒙皮纵梁、横梁框、内蒙皮纵梁和内蒙皮；/n所述车体结构为上下层结构，上层乘客舱，下层为设备舱；/n所述外蒙皮包覆横梁框，并与横梁框密封固定；/n所述外蒙皮内表面密封固定外蒙皮纵梁；/n所述内蒙皮包裹乘客舱，使得乘客舱具有内外两层蒙皮的耐压结构；/n所述内蒙皮外侧密封固定内蒙皮纵梁。/n

【技术特征摘要】
1.一种客舱双层耐压的真空管道列车车体结构，其特征在于，包括：
外蒙皮、外蒙皮纵梁、横梁框、内蒙皮纵梁和内蒙皮；
所述车体结构为上下层结构，上层乘客舱，下层为设备舱；
所述外蒙皮包覆横梁框，并与横梁框密封固定；
所述外蒙皮内表面密封固定外蒙皮纵梁；
所述内蒙皮包裹乘客舱，使得乘客舱具有内外两层蒙皮的耐压结构；
所述内蒙皮外侧密封固定内蒙皮纵梁。


2.根据权利要求1所述真空管道列车车体结构，其特征在于：所述外蒙皮的侧面、顶面、底面没有明显分界，浑然一体。


3.根据权利要求1所述真空管道列车车体结构，其特征在于：所述内蒙皮纵梁和横梁框与内蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围的横梁框、纵梁和内蒙皮相互接触的表面上涂抹密封胶；所述外蒙皮纵梁和横梁框与外蒙皮通过铆钉密封固定，且在铆钉孔周围的横梁框、纵梁和外蒙皮相互接触的表面上涂抹密封胶。


4.根据权利要求3所述真空管道列车车体结构，其特征在于：在外蒙皮与外蒙皮纵梁、横梁框铆接之后，所述外蒙皮的内侧喷涂气密涂层。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，刘德刚，赵明，刘志，张泉，姜志捷，王亮，查小菲，左平洋，武震啸，胡良辉，
申请(专利权)人：中国航天科工飞航技术研究院中国航天海鹰机电技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11