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)

申请日：2017-04-28

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN107117064B

主分类号：B60L13/10

分类号：B60L13/10;B61B13/08;B61D17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2018.12.11#专利申请权的转移;2017.09.29#实质审查的生效;2017.09.01#公开

摘要：本发明公开了一种真空管道超高速列车，该超高速列车包括真空管道、车体、车上悬浮装置、车载推进装置、电气设备及控制系统；车体底部靠外侧两边并列平行安装车上悬浮装置，与铺设在真空管道内底面的永磁轨道共同实现车体悬浮；车体底部中部位置安装超导磁体和杜瓦容器与铺设在真空管道内底面的推进线圈共同实现列车推进；车体与真空管道的直径比为0.5～0.7，横截面积比为0.3～0.5；电气设备为车体内部用电设备、车上悬浮装置和车载推进装置供电，控制系统通过控制车上悬浮装置和车载推进装置中电流的大小来控制车体的运行速度。本发明通过合理设计车体和真空管道的尺寸参数，能够解决真空管道内出现气流拥塞、乘客舒适度以及能耗高的问题。

主权项：1.一种真空管道超高速列车，该超高速列车包括真空管道、车体、车上悬浮装置、永磁轨道、车载推进装置、推进线圈、车载电池及控制系统；所述车体底部靠外侧两边并列平行安装两排高温超导块材及杜瓦容器组成的车上悬浮装置，车上悬浮装置与铺设在真空管道内底面的永磁轨道共同实现车体在真空管道内部的悬浮；所述车体底部中部位置安装超导磁体和杜瓦容器组成的车载推进装置，车载推进装置起电机的励磁线圈作用，车载推进装置与铺设在真空管道内底面的起电枢作用的推进线圈，共同实现列车推进；车体外形为圆形时，车体与真空管道的直径比为0.5～0.7，车体外形为非圆形时，车体与真空管道的横截面积比为0.3～0.5，真空管道内的真空度≤1000Pa；不仅能避免车体前进方向出现较大空气拥塞，还满足真空泵所能提供的抽气能力；所述车载电池为车体内部用电设备、车上悬浮装置和车载推进装置供电，所述控制系统通过控制车上悬浮装置、车载推进装置和推进线圈中电流的大小来控制车体的运行速度。

全文数据：一种真空管道超高速列车技术领域[0001]本发明涉及超高速列车系统，特别是涉及一种运行时速最高接近音速至超音速的真空磁悬浮列车，属于磁悬浮列车技术领域。背景技术[0002]随着列车运行速度的不断提高，列车所受到的气动阻力也快速增长，轮轨列车与轨道摩擦带来阻力和摩擦问题，为了解决这两个方面问题以大幅提升列车速度，出现了真空管道磁悬浮交通系统概念。但是，列车在真空管道中超高速接近音速或超音速运行将出现以下问题:真空管道内出现气流拥塞，列车截面积过大将使管道直径急剧增大，过度缩小列车截面积影响运载能力差;空气阻力对牵引系统降低能耗存在不利影响;流固耦合效应复杂，气动加热、气动噪声等影响乘客舒适度;列车重量对磁悬浮影响大，电磁悬浮方式會泛寒毛[0003]超高速列车需要考虑的因素繁多，各设计要素和性能之间相互关联、相互制约，需在诸多设计因素之间寻求平衡。具体在列车设计中，需要进行一体化总体设计，在管道空间约束、货物人员装载量、列车尺寸和重量、运行能耗、气动热和气动噪声等主要指标之间达到平衡，综合优化整车系统。发明内容[0004]有鉴于此，本发明提供了一种真空管道超高速列车，通过合理设计车体和真空管道的尺寸参数，能够解决真空管道内出现气流拥塞、乘客舒适度以及能耗高的问题。[0005]—种真空管道超高速列车，该超高速列车包括真空管道、车体、车上悬浮装置、永磁轨道、车载推进装置、推进线圈、车载电池及控制系统；[0006]所述车体底部靠外侧两边并列平行安装两排高温超导块材及杜瓦容器组成的车上悬浮装置，车上悬浮装置与铺设在真空管道内底面的永磁轨道共同实现车体在真空管道内部的悬浮;所述车体底部中部位置安装超导磁体和杜瓦容器组成的车载推进装置，车载推进装置起电机的励磁线圈动子作用，车载推进装置与铺设在真空管道内底面的起电枢定子作用的推进线圈，共同实现列车推进;车体外形为圆形时，车体与真空管道的直径比为0•5〜0.7，车体外形为非圆形时，车体与真空管道的横截面积比为〇.3〜0.5，真空管道内的真空度l〇〇〇Pa;不仅能避免车体前进方向出现较大空气拥塞，还满足真空泵所能提供的抽气能力;所述车载电池为车体内部用电设备、车上悬浮装置和车载推进装置供电，所述控制系统通过控制车上悬浮装置、车载推进装置和推进线圈中电流的大小来控制车体的运行速度。[0007]进一步地，所述车体头部采用尖锥外形并与车体光滑过渡，车体尾部光滑收缩;所述车体宽度为1•5〜3•5米、高度为1•3〜3•2米、长度为5〜30米、重量为3〜20吨。[0008]进一步地，所述车体结构采用铝合金铸造舱段和复合材料内衬的形式，满足结构减重和强度等要求;所述车体内部使用纳米气凝胶作为内隔热材料，满足列车长时间超高速运行时乘客对内部环境温度要求。[0009]有益效果：[0010]1、本发明车体头部采用尖锥外形并与车体光滑过渡，大幅减小了头部的压差阻力，同时通过头部曲面外形避免头部激波的产生，消除了头部激波阻力；车体尾部光滑收缩，减小尾部分离流动带来阻力的同时也减小了尾流对后方车体的影响。[0011]2、本发明提出了合理的列车与真空管道的截面比例，大幅降低了列车在地面超高速运行的气动阻力和摩擦阻力;本发明的列车气动外形兼顾可实现性、运载能力和能耗成本等因素;同时解决了超高速列车气动热、气动噪声、密闭环境人体正常运转等影响乘坐舒适度的问题;本发明可支撑发展超高速真空管道运输系统。附图说明[0012]图1为本发明的整体结构示意图；[0013]图2为本发明车体的外形截面图。[0014]其中：1-车体、2-真空管道、3-车上悬浮装置、4-永磁轨道、5-车载推进装置、6-推进线圈。具体实施方式[0015]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。[0016]如附图1所示，本发明提供了一种真空管道超高速列车，该超高速列车包括真空管道2、车体1、车上悬浮装置3、永磁轨道4、车载推进装置5、推进线圈6、车载电池及控制系统；[0017]车体1内部空间沿长度方向依次划分控制室、乘员室、行李室和车载电池室，控制室位于车体1的头部，控制系统设置在控制室内，乘员室内设置乘客座椅。[0018]车体1底部靠外侧两边并列平行安装两排超导块材及液氮杜瓦组成的车上悬浮装置3,车上悬浮装置与铺设在真空管道2内底面的永磁轨道4共同实现车体悬浮;车体1底部中部位置安装由超导磁体和杜瓦容器组成的车载推进装置5,车载推进装置5起到电机的励磁线圈（动子作用，车载推进装置与铺设在真空管道内底面的起电枢定子作用的推进线圈6共同实现车体1的推进。[0019]车体1的外形为圆形时，车体1与真空管道2的直径比为0•5〜〇•7,车体1的外形为圆形时，车体1与真空管道的横截面积比为0.3〜0.5,真空管道2内的真空度SlOOOPa;不仅能避免车体前进方向出现较大空气拥塞，还满足真空栗所能提供的抽气能力;车载电池为车体内部用电设备、车上悬浮装置和车载推进装置供电，控制系统通过控制车上悬浮装置3和车载推进装置5和推进线圈6中电流的大小来控制车体的运行速度。[0020]车体1的头部采用尖锥外形并与车体光滑过渡，车体尾部光滑收缩;车体1的宽度为1.5〜3.5米、高度为1.3〜3.2米、长度为5〜30米、重量为3〜20吨。[0021]车体结构采用铝合金铸造舱段和复合材料内衬的形式，满足结构减重和强度等要求;所述车体内部使用纳米气凝胶作为内隔热材料，满足列车长时间超高速运行时乘客对内部环境温度要求。[0022]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种真空管道超高速列车，该超高速列车包括真空管道、车体、车上悬浮装置、永磁轨道、车载推进装置、推进线圈、车载电池及控制系统；所述车体底部靠外侧两边并列平行安装两排高温超导块材及杜瓦容器组成的车上悬浮装置，车上悬浮装置与铺设在真空管道内底面的永磁轨道共同实现车体在真空管道内部的悬浮;所述车体底部中部位置安装超导磁体和杜瓦容器组成的车载推进装置，车载推进装置起电机的励磁线圈（动子作用，车载推进装置与铺设在真空管道内底面的起电枢定子作用的推进线圈，共同实现列车推进;车体外形为圆形时，车体与真空管道的直径比为0.5〜0.7,车体外形为非圆形时，车体与真空管道的横截面积比为〇.3〜0.5,真空管道内的真空度l〇〇〇Pa;不仅能避免车体前进方向出现较大空气拥塞，还满足真空泵所能提供的抽气能力;所述车载电池为车体内部用电设备、车上悬浮装置和车载推进装置供电，所述控制系统通过控制车上悬浮装置、车载推进装置和推进线圈中电流的大小来控制车体的运行速度。2.如权利要求1所述的真空管道起高速列车，其特征在于，所述车体头部采用尖锥外形并与车体光滑过渡，车体尾部光滑收缩;所述车体宽度为1.5〜3.5米、高度为1.3〜3.2米、长度为5〜30米、重量为3〜2〇吨。3.如权利要求1或2所述的真空管道超高速列车，其特征在于，所述车体结构采用铝合金铸造舱段和复合材料内衬的形式，所述车体内部使用纳米气凝胶作为内隔热材料。

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