有轨飞行机车运行系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有轨飞行机车运行系统，包括机车以及一对导轨，机车的底面设有车轮。在机车底面之下从前至后设有若干个机车底翼，每一个机车底翼通过若干个支撑筋与机车底面相连；各个机车底翼从前端至后端相对于导轨顶面的高度逐渐降低；该有轨飞行机车运行系统还包括限制该机车的飞行高度的防脱轨机构。本发明专利技术的机车可利用地面效应实现安全可靠的飞行，提高了机车的行驶速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用地面效应的有轨飞行机车运行系统。
技术介绍
所谓地面效应，是指当飞机从高空降到接近地面时，飞机机翼上产生的浮力明显高于高空中的浮力，其原因是，机翼对其下的空气压缩时，因为地面的阻挡，而产生压缩，即机翼之下产生比在高空中更高的气压，从而产生更大的浮力。地面效应的应用，主要集中在海洋之上，即靠海水表面产生的地面效应，而提高飞行器效率。这样做的原因是海洋表面比陆地表面平坦而且安全，欧美以及俄罗斯已经有几百吨级别的海上地面效应飞行器出现，如俄罗斯的被称为“里海怪物”的飞行重量大于500吨，可以像普通飞机一样贴着海面飞行，而在陆地上利用地面效应的飞行器目前还不多见。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种在陆地上利用地面效应实现飞行运行的有轨飞行机车运行系统。本专利技术所采用的技术方案是一种有轨飞行机车运行系统，包括机车以及一对导轨，机车的底面设有车轮；在机车底面之下从前至后设有若干个机车底翼，每一个机车底翼通过若干个支撑筋与机车底面相连；各个机车底翼从前端至后端相对于导轨顶面的高度逐渐降低；有轨飞行机车运行系统还包括限制该机车的飞行高度的防脱轨机构。本专利技术的机车可利用地面效应实现安全可靠的飞行，提高了机车的行驶速度。附图说明图Ia是飞机的外形示意图；图Ib是图Ia的A-A剖面示意图；图2是本专利技术有轨飞行机车运行系统的一种实施方式的结构示意图；图3是本专利技术有轨飞行机车运行系统的一种实施方式的横截面示意图；图如是本专利技术的机车底翼的结构示意图；图4b是本专利技术的机车底翼的纵向剖面结构示意图；图fe、5b、5c和5d分别示出了本专利技术的机车底翼的横截面的不同形状；图6是本专利技术多个机车底翼的级联示意图；图7a示出了本专利技术有轨飞行机车运行系统的防脱轨机构的另一种实施方式的结构示意图；图7b是图7a的局部放大示意图；图8a示出了本专利技术有轨飞行机车运行系统的防脱轨机构的另一种实施方式的结构示意图；图8b是图8a的防脱轨机构在机车临界起飞时的状态示意图9a示出了本专利技术有轨飞行机车运行系统的防脱轨机构的又一种实施方式的结构示意图；图9b是图9a的防脱轨机构在机车临界起飞时的状态示意图；图10示出了机车可获得的动力与机车运行速度的关系示意图；图11是本专利技术的安全栓的结构示意图；图12a是本专利技术的机车顶翼10的局部放大示意图；图12b是机车顶翼10的受力分析示意图；图13是本专利技术的一个实施例的机车的纵向剖面示意图。具体实施例方式本专利技术的飞行机车的升力产生原理与飞机机翼的升力产生原理是类似的，主要基于以下两个流体定理(流动的空气就是一种流体)连续性定理和伯努利定理。流体的连续性定理是指当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的。伯努利定理是指流体运动的机械能量永远守恒。流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。如图Ia和Ib所示，机翼100的上表面是弯曲的，下表面是平坦的，因此在机翼与空气相对运动时，流过机翼上表面的空气在同一时间(T)内走过的路程(Sa)比流过机翼下表面的空气的路程(Sb)远，所以在机翼上表面的空气的相对速度比机翼下表面的空气快 (Va = Sa/T > Vb = Sb/T)。根据帕奴利定理~"流体对周围的物质产生的压力与流体的相对速度成反比”，因此机翼上表面的空气施加给机翼的压力1 小于机翼下表面的的空气施加给机翼的压力冊。&与冊的合力必然向上，这就产生了升力。而飞机接近地面飞行、利用到地面效应时，机翼下表面的空气施加给机翼的压力冊会比在高空中更大，即总的浮力更大。本专利技术的机车同时利用到上面的两个定理以及地面效应来产生浮力，由于机车接近轨道平面飞行，有效地利用了地面效应，并且让利用地面效应产生的浮力成为主导的浮力， 这样就可以做到比普通飞机具有更高的效率。机车起飞后，与轨道的摩擦力减少到最小，如同飞机起飞到空中之后，其能耗就变得非常小，所以运行相同的距离，其能耗比起普通的高速火车要小，这是机车的优势所在。另外飞行机车的造价远小于飞机，因为其安全上的考虑比起飞机要少，而且所使用的材料，也比飞机廉价。所以比起飞机，有很大的成本优势。图2和图3示出了本专利技术的一种实施方式。本专利技术的有轨飞行机车运行系统，包括机车1、一对导轨2以及限制该机车1的飞行高度的防脱轨机构，机车1的底面18设有车轮3。在机车底面之下从前至后设有若干个机车底翼4，每一个机车底翼4通过若干个支撑筋5与机车底面18相连；各个机车底翼4从前端41至后端42相对于导轨顶面的高度逐渐降低。机车底翼4与导轨顶面之间的夹角以大于0°且小于等于30°为佳。最好是，机车底翼4具有在机车前进时将该机车底翼下方的空气由两侧向中间压缩的形状。图如至图 5d示出了机车底翼4的横截面形状的几种不同示例，如图所示，机车底翼4具有本体部43 和位于本体部43两侧并向下延伸的侧翼部44。如图如所示，机车底翼4的前端的宽度为Li，其后的中间位置宽度为L2 ；前端的高度为H1，其后的中间位置高度为H2，那么Ll > L2, Hl > H2。因为Ll > L2，所以从前方进到机车底部的气体会从两侧向中间压缩，即减小机车底翼之下的气体流出到机车两侧； 而Hl >H2，所以从前方进到机车底翼之下的气体会被向下压缩，而产生更高的气压，因此把地面效应发挥得到更佳。在获得相同的浮力的情况下，飞行机车飞行速度越快，则向内与向下的压缩率越小，反之亦然。最好是，如图4b所示，机车底翼4的纵向剖面形状与飞机机翼的剖面形状相同。上述的若干个机车底翼以及若干个支撑筋可以是一个或多个。多个支撑筋5相互间隔设置，相邻的每两个支撑筋5之间形成气体通道51。当采用多个机车底翼4时，如图6 所示，可以将该多个机车底翼4从前到后级联。由于每一机车底翼的前端在宽度和高度上都大于后端，那么前后的机车底翼就可以相互重叠，但也可以保持间隔。机车底翼的斜率要根据机车的设计速度不同有所不同；级连的机车底翼是重叠还是保持间隔，要根据设计速度而选择。每一个机车底翼的斜率以及距离导轨顶面的高度可以根据其所在位置不同而调整，以最大限度的利用地面效应。例如，处于飞行机车后面的机车底翼在高度上比前级略高一些，而斜率比前级略大一些更有利。另外，机车的宽度越宽，则地面效应的利用效率越高，而机车越宽，导轨也就越宽。 为了实现象飞机一样的飞行效果，使得机车底翼产生的浮力足够浮起整个机车，可以使机车底翼的横向宽度大于机车车体的宽度。换句话说，减小单位机车底翼面积上对应的载重量，以实现高速飞行。而另一个方法就是尽量减轻飞行机车的车体重量，如利用轻质而坚固的材料来制造等。在机车底面18与前后级联的机车底翼4之间的间隙处还可设置若干个涡轮风扇发动机6或电动风扇发动机。加上涡轮风扇发动机6或电动风扇发动机，则会在这个间隙产生高速的气流，部分气流会流入机车底翼之下(如图2中的箭头Al所示)，而产生一定的浮力，即把部分动力转化为升力，有利于提高机车的整体浮力。为了更加高效的利用地面效应，在导轨的两侧还设有向内倾斜的围墙8，围墙8与地面的夹角以小于9本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种有轨飞行机车运行系统，包括机车以及一对导轨，所述机车的底面设有车轮；其特征在于，在所述的机车底面之下从前至后设有若干个机车底翼，每一个机车底翼通过若干个支撑筋与机车底面相连；各个机车底翼从前端至后端相对于导轨顶面的高度逐渐降低；所述有轨飞行机车运行系统还包括限制该机车的飞行高度的防脱轨机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：褚蒙，
申请(专利权)人：褚蒙，
类型：发明
国别省市：32