高速火车的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速火车，其中的一个实施方式包括壳体，所述壳体内设有流体通道，壳体表面设有与所述流体通道相通的导入口和导出口，流体通道把壳体的内部空间分隔为多个运载舱，所述运载舱的上表面设有扰流面，所述扰流面用于在火车行驶时使流体经过运载舱上表面时的路径延长进而使流体从运载舱上表面经过的路径大于下表面而产生升力。本发明的有益效果是：各运载舱产生的升力使火车自重减轻，同时火车快速行驶中又彻底消除升力，上述两种结构看似矛盾，但在本发明中相互融合形成一种节能的高速火车。
【专利说明】高速火车
【技术领域】
[0001]本发明涉及火车领域，尤其涉及一种高速火车。
【背景技术】
[0002]火车已出现了两百多年，近十几年又发展成高铁，由于高铁快速方便，已显示出蓬勃的生命力。但高铁自身重量很大，快速运行时产生很大升力，现在高铁普遍采用以重量克服升力的方法，又进一步使重量大大增加。本人已获授权的主题为《火车》、专利号为20090109252.7的发明专利提出了飞行火车及节能火车的结构，发明人经多年研究进一步开发出一种更为节能的高速火车。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种高速火车，包括壳体，所述壳体内设有流体通道，壳体表面设有与所述流体通道相通的导入口和导出口，流体通道把壳体的内部空间分隔为多个运载舱，所述运载舱的上表面设有扰流面，所述扰流面用于在火车行驶时使流体经过运载舱上表面时的路径延长进而使流体从运载舱上表面经过的路径大于下表面而产生升力。
[0004]其中，还包括多个弹性装置或磁性装置，所述弹性装置或极性相反的所述磁性装置设于所述运载舱和壳体之间以用于连接运载舱和壳体。
[0005]其中，还包括发动机，所述发动机的吸气口与流体通道相通，发动机的排气口与导出口相通，发动机为涡扇发动机或喷气发动机。
[0006]其中，设于所述壳体表面的导入口和导出口上设有启闭可控和进气量大小可控的控制装置，所述壳体的下表面设有扰流面，所述扰流面用于在火车行驶时使流体从壳体下表面经过的路径大于上表面以消除升力。
[0007]其中，所述运载舱之间设有通道和连接件，所述通道用于使运载舱之间彼此连接和相通，所述连接件用于提高运载舱之间的连接强度。
[0008]本发明采用的另一个技术方案是:提供一种高速火车，包括多个独立的运载舱，所述运载舱包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设有流体通道，外壳表面设有多个导入口使所述流体通道与外部相通，不同的运载舱之间的流体通道相通，不同的运载舱之间通过外壳相互对接，对接处设有环形导入口。
[0009]其中，还包括发动机和多个弹性装置或磁性装置，所述发动机的吸气口和所述流体通道相通，发动机的排气口与外部相通，所述弹性装置或极性相反的所述磁性装置设于所述外壳和内科之间以用于连接外壳和内壳。
[0010]本发明采用的另一个技术方案是:提供一种高速火车，包括运载舱和壳体底板，所述运载舱通过多个弹性装置或磁性装置与所述壳体底板相连接，运载舱与壳体底板之间设有四面开放的流体通道。
[0011]其中，所述运载舱的上表面和壳体底板的下表面这两者之中至少其一具有扰流面。
[0012]其中，所述流体通道的左右两侧设有隔板，所述隔板上设置有多个导入口使流体通道与外界相通。
[0013]本发明的有益效果是:通过在火车壳体内设置与外界相通的流体通道，流体通道内的流体在发动机强大吸力作用下、运载舱上下表面之间因流速不同而产生压力差和向上的升力，使火车向下的重力减少，从而使阻力降低，能耗减少；同时，在火车壳体底部设置多个扰流面来沿长流体经过的路径，使之大于流体从火车壳体上部经过的路径，从而彻底消除火车行驶中产生的升力，产生从上向下的压力差使火车行驶更平稳安全；各运载舱产生的升力使火车自重减轻，同时火车壳体在快速行驶中又彻底消除升力，上述两种结构看似矛盾，但在本发明中相互融合形成一种节能的高速火车。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的高速火车的第一实施方式的主视图；
[0015]图2是图1中A-A剖面的视图；
[0016]图3是本发明的高速火车的第二实施方式的剖面视图；
[0017]图4是本发明的高速火车的第三实施方式的剖面视图。
[0018]主要元件符号说明:
[0019]1、高速火车；
[0020]2、壳体；201、壳体上表面；202、壳体底部；203、壳体底板；204、壳体底板下表面；[0021 ]3、流体通道；301、开放式流体通道；
[0022]4、运载舱；401、运载舱上表面；402、运载舱下表面；403、侧部表面；404、外壳；405、内壳；407、隔板；
[0023]5、导入口 ；501、控制装置；502、环形导入口 ；
[0024]6、发动机；601、后部导出口 ；
[0025]8、弹性装置；801、磁性装置；
[0026]9、通道；901、连接件。
【具体实施方式】
[0027]为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0028]请参阅图1和图2，图1和图2为本发明的第一实施方式的主视图和剖面图。
[0029]第一实施方式为一种高速火车I，包括壳体2，壳体底部202与车轮相连接，在壳体2表面设有多个导入口 5，导入口 5上设有启闭可控和进气量大小可控的控制装置501。在壳体2内设有与导入口 5相通的流体通道3，流体通道3把壳体2内部空间分为多个运载舱4并围绕每个运载舱4的周围经过，并与位于火车后部的发动机6的吸气口相通，发动机6的排气口与外界相通，该发动机6为涡扇发动机或喷气发动机。各运载舱4之间通过设置通道9彼此连接并相通，方便各运载舱之间的物资或人员的往来，再通过多个连接件901的设置进一步使连接更加牢固。在火车的壳体底部202与各运载舱下表面402之间设有多个弹性装置8，弹性装置8用于连接并支撑于壳体2和运载舱4之间，可起到减少振动的作用，同时当各运载舱4产生向上升力时，通过弹性装置8与壳体底部202之间柔性连接、起到缓冲作用可避免整个火车壳体都产生向上升力。
[0030]当发动机6工作时，产生极大吸力，通过均布于火车迎风面上的导入口 5将火车前部和两侧的流体吸入流体通道3内，使火车的迎风面和迎风面的两侧形成负压区，减少流体阻力。
[0031 ] 在发动机6强大的吸力作用下，在并不宽的流体通道4内的流体流速极高，其流速高出火车外部的流体流速若干倍、高速流体围绕每个运载舱4周围高速经过，从而整个火车的壳体2内充盈着高速流体，而由于充盈在整个壳体内部的流体经过的路径长、流速快、气压低，因为运载舱上表面401为弧面，运载舱下表面402为平面，而上下表面流体经过的路径不同、流速不同而产生压力差和升力。
[0032]当火车在200?350km/h的时速运行时，各运载舱因上下表面流体经过的路径不同必然产生向上的升力来克服重力，弹性装置8有效减少因运载舱产生升力而带动壳体2也产生升力，而壳体2为空壳与车轮相连接，作为主要载重空间的运载舱由于产生的升力而克服了其重力，减小了火车的重力。
[0033]进一步地，各运载舱4分别都通过导入口 5与外界相通，而运载舱上表面401和壳体底部202的下表面都为弧形扰流面，并且运载舱上表面401的扰流面的弧度上弧面大于壳体底部202的下表面的，使流体从运载舱上表面401经过的路径大于壳体底部202下表面，各运载舱又与火车的壳体底部202之间因表面流体经过的路径不同、流速不同又产生压力差和升力。
[0034]进一步地，各运载舱上表面401、左右两侧的侧部表面403、或前后左右的侧部表面403均为弧形，共同与运载舱下表面402之间因表面的流体经过的路径不同、流速不同又产生压力差和升力。
[0035]此时，整个壳体2内的运载空间中的多个运载舱4都产生向上的升力，而运载舱下表面402和壳体底部202之间通过多个弹性装置8相连接，除减少振动外，弹性装置8的设置还起到了缓冲作用，避免各运载舱4产生的升力带动壳体2产生向上升力。
[0036]此时，由于壳体上表面201为平面、壳体底部202为弧面，使流体从底部经过的路径大于上部，使火车行驶中不论快慢都不会产生升力，由此彻底消除升力，使车轮与铁轨之间附地力增加，尤其在高速行驶或转弯时，火车从上向下产生的压力使火车更平稳、更安全，而国内外高铁出轨事故中，很多是速度快后重量不能克服升力而引起。
[0037]此时，火车的壳体2的迎风面前部和两侧部形成负压区，壳体2内各运载舱4产生向上升力，克服了部分或者全部自重产生向下的压力，使火车重量大大减少，同时火车壳体产生向下的压力差彻底消除行驶中的升力，使火车行驶更安全。同时，发动机6把从迎风面的正向、侧向吸入的流体从后部高速喷出推动火车行驶。
[0038]此时，由于发动机6设在火车的后部，从后部导出口 601喷出的高速流体迫使因流体连续性，使火车周围同时到达后部的流速较慢的流体不得不围绕在它周围产生更大推动力，使后部负压区不能形成，或者说瞬间填充后部负压力，改变为动力推动区。此时，火车的前部和侧部为负压区，后部为动力推动区，迎风面的流体被吸入多少，就能改变多少的流体分布状态和降低多少的能耗。
[0039]值得一提是:各运载舱4产生向上的升力，而火车的壳体2行驶中又产生向下的压力，这两种看似矛盾的结构合理地得到了融合，而各运载舱4产生的升力抵消了自身的多少重力，就节约了多少能耗，由此产生了节能的高速火车。
[0040]另外，在发动机6的吸力作用下，壳体2内并不宽的流体通道3中的高速流体围绕着每一个运载舱4的上下表面的不同路径高速经过，而火车的主要载重空间为运载舱4，壳体2只是空壳，通常高铁时速在250?300公里/小时左右，这个时速足够运载舱产生升力，而在产生的升力克服了运载舱4部分或者全部的重量后，火车自重产生的向下的压力相应减少，所以火车自重显著降低，能耗减少。
[0041]进一步地，对第一实施方式的一种改进方案中，底部壳体202与传统火车一样为平面，各运载舱4上下表面分别为弧面和平面而产生压力差和升力来克服向下的重力，从而使火车自重减少，火车行驶时达到节能提速的目的。
[0042]进一步地，对第一实施方式的一种改进方案中，去掉发动机6，用传统的动力装置来驱动火车，因为在同等条件下，通道内的流体流速快于通道外的，所以流体通道3内的流速至少不少于火车周围的流速，再从后部导出口 601向外排出，从而使各运载舱4在火车行驶时上下表面流速不同而产生压力差和升力。
[0043]进一步地,对第一实施方式的一种改进方案中，各运载舱4的运载舱下表面402与壳体底部202之间设有磁性装置801，磁性装置801为极性相反的磁性材料，根据同性相斥，异性相吸的原理，极性相反的磁性材料可以帮助运载舱4在火车快速行驶时处于运载舱产生升力的状态中起到辅助作用以更好地产生升力，磁性装置801可为永磁材料或电磁铁，当选用电磁铁时，磁性装置801通电后能产生更大的相斥力。
[0044]请参阅图3，图3为本发明的第二实施方式。
[0045]与第一实施方式不同的是，本实施方式去掉了壳体2，火车I由多个独立的运载舱4构成，各运载舱4由外壳404、内壳405构成，外壳404和内壳405之间设有流体通道3，在外壳404上设多个导入口 5与流体通道3相通。各运载舱4如拼装积本一样组合而成，组合后各运载舱4的流体通道3可相通，且与后部发动机6的吸气口相通。在各运载舱4的外壳404的对接处，形成环形导入口 502，环形导入口 502可为整体或局部设置，在发动机的强大吸力作用下，使流体经过各运载舱上下表面因路径不同而产生很大的升力来克服运载舱的重力，从而达到节能的目的。
[0046]其中，各外壳404可完全连接或部分连接，部分连接后形成环状不太宽的缝构成环形导入口 502，其它与上述相同。
[0047]由于去掉火车壳体2，该实施例使复杂的火车生产结构变得更容易、更简单，由多个运载舱4组合而成，本实施例也可由传统火车的动力驱动，火车行驶时正向和侧向流体产生向内的压力帮助流体从导入口 5更容易进入流体通道3内，经多个运载舱4后从后部导出口 601外向排出，由于流体经过运载舱上下表面的路径不同，由此产生升力来克服自身重力，使高速火车I达到节能的目的。
[0048]请参阅图4，图4为本发明的第三实施方式。
[0049]与第一实施方式不同的是，本实施方式去掉了流体通道3和壳体2，火车由两部分组成:上部为运载舱4，运载舱按火车长度为整体结构或由多个运载舱构成，下部为壳体底板203，车轮与壳体底板203相连接，在火车上下部之间为前后左右开放的开放式流体通道301，运载舱4和壳体底板203之间通过多个弹性装置8相连接，采用传统的火车发动机作为驱动力。运载舱上表面401和壳体底板下表面204都为弧形的扰流面，其用于延长流体通过的路经；运载舱4的下表面和壳体底板203的上表面都为平面，形成前后左右开放的开放式流体通道301。
[0050]当火车快速行驶时，流体从运载舱上表面401经过，其经过的路径大于从运载舱下表面402、即开放式流体通道301内经过的路径，由此运载舱4产生向上升力；同时，流体从壳体底板下表面204的扰流面经过的路径大于从壳体底板203的上表面，即流体在壳体底板203的上下表面因流速不同产生压力差，从而消除升力；同时，流体从运载舱上表面401的扰流面经过的路径大约等同于从壳体底板下表面204的扰流面经过的路径，使火车行驶产生的升力大大减少，附地力增加，安全性增加。同时，又因运载舱4为主要载重空间产生向上的升力来克服重力，所以使火车的阻力显著减低，能耗显著减少。
[0051]开放式流体通道301左右两侧也可设隔板407以改善外形，在隔板上设置有多个导入口 5使开放式流体通道301与外界相通。
[0052]本实施例改变传统火车整体结构，使其具有上下两部分的结构，上部分产生升力来克服重力，下部分消除升力后使火车附地力增加。
[0053]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种高速火车，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有流体通道，壳体表面设有与所述流体通道相通的导入口和导出口，流体通道把壳体的内部空间分隔为多个运载舱，所述运载舱的上表面设有扰流面，所述扰流面用于在火车行驶时使流体经过运载舱上表面时的路径延长进而使流体从运载舱上表面经过的路径大于下表面而产生升力。
2.根据权利要求1所述的高速火车，其特征在于，还包括多个弹性装置或磁性装置，所述弹性装置或极性相反的所述磁性装置设于所述运载舱和壳体之间以用于连接运载舱和壳体。
3.根据权利要求1所述的高速火车，其特征在于，还包括发动机，所述发动机的吸气口与流体通道相通，发动机的排气口与导出口相通，发动机为涡扇发动机或喷气发动机。
4.根据权利要求1所述的高速火车，其特征在于，设于所述壳体表面的导入口和导出口上设有启闭可控和进气量大小可控的控制装置，所述壳体的下表面设有扰流面，所述扰流面用于在火车行驶时使流体从壳体下表面经过的路径大于上表面以消除升力。
5.根据权利要求1所述的高速火车，其特征在于，所述运载舱之间设有通道和连接件，所述通道用于使运载舱之间彼此连接和相通，所述连接件用于提高运载舱之间的连接强度。
6.—种高速火车,其特征在于，包括多个独立的运载舱，所述运载舱包括外壳和内壳，所述外壳和内壳之间设有流体通道，外壳表面设有多个导入口使所述流体通道与外部相通，不同的运载舱之间的流体通道相通，不同的运载舱之间通过外壳相互对接，对接处设有环形导入口。
7.根据权利要求6所述的高速火车，其特征在于，还包括发动机和多个弹性装置或磁性装置，所述发动机的吸气口和所述流体通道相通，发动机的排气口与外部相通，所述弹性装置或极性相反的所述磁性装置设于所述外壳和内科之间以用于连接外壳和内壳。
8.一种高速火车，其特征在于，包括运载舱和壳体底板，所述运载舱通过多个弹性装置或磁性装置与所述壳体底板相连接，运载舱与壳体底板之间设有四面开放的流体通道。
9.根据权利要求8所述的高速火车，其特征在于，所述运载舱的上表面和壳体底板的下表面这两者之中至少其一具有扰流面。
10.根据权利要求8所述的高速火车，其特征在于，所述流体通道的左右两侧设有隔板，所述隔板上设置有多个导入口使流体通道与外界相通。
【文档编号】B61D17/00GK103847751SQ201410051989
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】朱晓义 申请人:朱晓义