【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速列车空气动力学，具体涉及一种基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法。
技术介绍
1、随着磁浮列车的快速发展以及磁浮列车更高的车速要求，空气动力引起的空气阻力、列车横风稳定性与运行平稳性问题，不容忽视。磁浮列车高速运行过程中，由于上下气流的气动力影响，以使磁浮列车受到纵向气动力，这会对列车控制悬浮力产生不利影响；气动效应会改变磁浮列车悬浮气隙的大小，而悬浮间隙的改变将影响磁浮系统的正常运作，如横风引起的侧向力将影响横向磁隙，特别在自然风条件下，列车高速运行产生的列车风与环境侧风相迭加，导致列车受到的横向气动力和侧滚力矩增大，运行稳定性降低。
2、目前，针对优化磁浮列车气动效应的气动外形设计已经日益完善，不仅如此，出现了很多新的方法去控制磁浮列车的流场发展，进而影响列车所受气动力，改善气动效应，而此类设计大多单一对沿列车运行方向对磁浮列车产生影响，忽视了横向气动力、侧滚力矩与纵向气动力对磁浮列车高速运行姿态以及行驶稳定性的影响。
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是提供一种基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，可以改善横向气动力、侧滚力矩与纵向气动力对磁浮列车运行姿态以及行驶稳定性的影响。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。
3、基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，包括在磁浮列车的尾部两侧以中心为对称轴对称设置纵向设置且贯穿尾部的水平螺旋装置，通过对磁浮列车运行姿态的分析，分别控制两侧的水平螺旋装置，实现
4、优选的，所述所述水平螺旋装置包括上通气开口、下通气开口和水平螺旋桨；所述上通气开口和下通气开口分别与大气连通，且上通气开口位于下通气开口的上方并与下通气开口贯通；所述水平螺旋桨水平设置在上通气开口和下通气开口的贯通处。
5、优选的，控制所述水平螺旋装置实现控制磁浮列车运行的姿态的方法为：根据磁浮列车的运行姿态与所受外部载荷，控制水平螺旋桨旋转，使上通气开口与下通气开口按需实现抽气与排气，以实现上通气开口与下通气开口空气流量对磁浮列车产生作用力并影响外界流场，达到控制磁浮列车运行姿态的目的。
6、优选的，根据所述磁浮列车高速运行所受的纵向气动力以及俯仰力矩，控制两侧水平螺旋桨相同方向转动，使磁浮列车产生克服纵向气动力以及俯仰力矩的抵抗载荷。
7、优选的，根据所述磁浮列车所受环境侧风，控制两侧水平螺旋桨相逆方向转动，使磁浮列车产生克服由侧风影响产生侧滚力矩的抵抗力矩。
8、优选的，所述上通气开口和下通气开口的投影均为圆形。
9、优选的，通过改变所述水平螺旋桨的旋转方向，使得上通气开口和下通气开口的流动方向发生改变，以满足不同实际需求的磁浮列车姿态控制。
10、优选的，通过改变所述水平螺旋桨的转速，变化上通气开口和下通气开口流通的气体流速v来改变空气流量，实现满足不同实际需求的磁浮列车姿态控制。
11、由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。
12、本专利技术通过控制水平螺旋装置，按照实际需要控制水平螺旋装置的上通气开口和下通气开口的抽气与排气，实现控制磁浮列车姿态控制的目的，缓解了横向气动力、侧滚力矩与纵向气动力对对磁浮列车高速运行空气阻力以及行驶稳定性的影响，满足了在现有磁浮列车运行速度的基础上，对更高运行速度的行驶稳定性以及安全性的保障。
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1.基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：包括在磁浮列车的尾部两侧以中心为对称轴对称设置纵向设置且贯穿尾部的水平螺旋装置(2)，通过对磁浮列车运行姿态的分析，分别控制两侧的水平螺旋装置(2)，实现水平螺旋装置(2)上下部分按需分别实现抽气与排气，来改变磁浮列车运行的姿态，改善气动效应。
2.根据权利要求1所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：所述水平螺旋装置(2)包括上通气开口(3)、下通气开口(4)和水平螺旋桨(5)；所述上通气开口(3)和下通气开口(4)分别与大气连通，且上通气开口(3)位于下通气开口(4)的上方并与下通气开口(4)贯通；所述水平螺旋桨(5)水平设置在上通气开口(3)和下通气开口(4)的贯通处。
3.根据权利要求2所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：控制所述水平螺旋装置(2)实现控制磁浮列车运行的姿态的方法为：根据磁浮列车的运行姿态与所受外部载荷，控制水平螺旋桨(5)旋转，使上通气开口(3)与下通气开口(4)按需实现抽气与排气，以实现上通气开口(3)与下通气开口(4)空气流量对磁浮列车产生作用
4.根据权利要求3所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：根据所述磁浮列车高速运行所受的纵向气动力以及俯仰力矩，控制两侧水平螺旋桨(5)相同方向转动，使磁浮列车产生克服纵向气动力以及俯仰力矩的抵抗载荷。
5.根据权利要求3所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：根据所述磁浮列车所受环境侧风，控制两侧水平螺旋桨(5)相逆方向转动，使磁浮列车产生克服由侧风影响产生侧滚力矩的抵抗力矩。
6.根据权利要求3所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：所述上通气开口(3)和下通气开口(4)的投影均为圆形。
7.根据权利要求3所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：通过改变所述水平螺旋桨(5)的旋转方向，使得上通气开口(3)和下通气开口(4)的流动方向发生改变，以满足不同实际需求的磁浮列车姿态控制。
8.根据权利要求3所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：通过改变所述水平螺旋桨(5)的转速，变化上通气开口(3)和下通气开口(4)流通的气体流速V来改变空气流量，实现满足不同实际需求的磁浮列车姿态控制。
...【技术特征摘要】
1.基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：包括在磁浮列车的尾部两侧以中心为对称轴对称设置纵向设置且贯穿尾部的水平螺旋装置(2)，通过对磁浮列车运行姿态的分析，分别控制两侧的水平螺旋装置(2)，实现水平螺旋装置(2)上下部分按需分别实现抽气与排气，来改变磁浮列车运行的姿态，改善气动效应。
2.根据权利要求1所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：所述水平螺旋装置(2)包括上通气开口(3)、下通气开口(4)和水平螺旋桨(5)；所述上通气开口(3)和下通气开口(4)分别与大气连通，且上通气开口(3)位于下通气开口(4)的上方并与下通气开口(4)贯通；所述水平螺旋桨(5)水平设置在上通气开口(3)和下通气开口(4)的贯通处。
3.根据权利要求2所述的基于水平螺旋的磁浮列车姿态控制方法，其特征在于：控制所述水平螺旋装置(2)实现控制磁浮列车运行的姿态的方法为：根据磁浮列车的运行姿态与所受外部载荷，控制水平螺旋桨(5)旋转，使上通气开口(3)与下通气开口(4)按需实现抽气与排气，以实现上通气开口(3)与下通气开口(4)空气流量对磁浮列车产生作用力并影响外界流场，达到控制磁浮列车运行姿态的...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛纪强，马亚民，靳铠龙，杨小雨，李卓骏，宋华朴，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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