一种可在高速列车外部使用的减阻技术的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种可在高铁、动车、汽车、以及其他高速车辆外表面应用的减阻技术。

背景技术：
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现在的高铁、动车、以及其他高速车辆，要在运动过程进行减阻、最主要是将高铁、动车、以及其他高速列车的机头部位，制作为近流线体状外形，以及将机头后方的所有车厢外表面，都制作为基本是平面状来实现。但应用这样技术虽然也可实现一定程度减阻目的，但经过在这些年在高铁之类高速车辆上部反复进行应用与不断发展，现在已基本成熟定型，要继续进行大幅度改进的余地已经不大，所以要想进一步大幅度减少高铁之类高速车辆运动过程阻力，就必须考虑寻求其他非流线体外形的更有效减阻机制。

技术实现要素：
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本发明的目标，就是要提出一种可在高铁、动车、汽车、以及其他高速车辆运动过程进行使用的更好减阻技术。

为了实现这样目标，提出的一种可在高速车辆外部使用的减阻技术，其特征在于，在高铁、动车、以及其他高速车辆机头部位的整流椎体区最前部，全都制作有以进气口(3)、气体外喷口(2)、与成涡减阻装置外壳(1)为主的，前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置；并且在高铁之类高速车辆外部制作减阻装置时，既可单纯在车头整流椎体区最前部，制作前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置；也可由安装在高速车辆车头前部整流椎体区外侧的，前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置，与位于不同车厢间人行过道部位外侧的，缝隙喷气式或吸气式减阻装置，来共同制作形成减阻装置。

这样通过在高铁、动车及高速车辆外表面，安装成涡减阻装置的高铁之类高速车辆减阻方法，即可在高铁之类高速车辆车头最前部部位进行使用。也可安装在高铁之类高速车辆的尾部进行使用。并且这样减阻技术即可在新建各种高速列车上部安装使用，也可用于对各种现有列车进行改造之用，所以这样技术是一种应用范围广泛，并最终可实现较大幅度车辆减阻的实用技术。

附图说明：

下面就让我们结合附图，对本减阻外套的一些特征进行一下补充说明。

图1-2是在列车前方整流椎体区最前部外表面制作的其中二种具有成涡减阻装置的高铁之类高速车辆机头最前部挂钩部位附近的侧视剖面结构示意图。

图3是在列车最前方整流椎体区外侧部位制作有外套式成涡减阻装置的其中一种高铁之类高速车辆机头最前部部位的侧视结构示意图。

图4是在车辆前方整流椎体区外壳部位制作有外套式成涡减阻装置的其中一种高铁之类高速车辆机头前部的侧视可见外观结构与局部剖面结构示意图。

图5是在上方局部部位揭去了减阻装置外壳的制作有外套式成涡减阻装置的其中一种高铁之类高速车辆前方机头部位的侧视可见外观结构示意图。

图6-7是在高铁之类高速车辆车厢相互连接区附近制作有通过缝隙喷气式或吸气式减阻装置(图内的气体移动方管部位宽度具有大幅度放大)的列车人行过道部位的其中二种横断切面可见外观结构侧视示意图。

图8是安装在高铁之类高速车辆前部的外套式成涡减阻装置的其中一种进气口附近部位的前视剖面可见结构示意图。

图9是位于车厢人行过道部位的缝隙喷气式或吸气式减阻装置内气体移动方管的其中一种横断切面外观结构示意图。

图10-11在高铁之类高速车辆车厢顶部制作的向上延伸进气管部位的其中二种侧视剖面结构与下视可见结构示意图。

图内；1成涡减阻装置外壳2气体外喷口3进气口4进气锥5机头最前部外壳层6列车挂钩装置7肋条式外部加强筋8挂钩部位外壳9车轮外侧护裙10驾驶室玻璃11列车机头外表面12内侧间隔条13最前部机头椎体外壳14揭去成涡减阻外壳的断口15列车车厢外壳16进气缝隙内气体移动通道17引力风扇18电动机之类动力装置19内外移气体隔离板20不同车厢间人员移动通道21列车员室或厕所22列车内侧地板23进气管开口24进气管25气体吸入或向外喷射缝隙26气体移动方管内通道27梭状整流装置28气体移动方管外壁。

具体实施方式：

一种可在高铁、动车、汽车或其他高速车辆(下面可统称为高铁之类高速车辆或高速列车)外表面应用的减阻技术，其可单纯由安装在车头前部整流椎体区部位的，前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置构成。也可由车头前部整流椎体区外侧的，前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置，与位于不同车厢之间的人行过道部位外侧的，缝隙喷气式或吸气式减阻装置共同构成。

位于车头前部整流椎体区的成涡减阻装置，可以如图1-3内所绘制的那样，制作在高铁之类高速车辆的，机头整流椎体区前方的列车挂钩装置前部部位。使之形成前挂式的成涡减阻装置。也可类似图4-5内所绘制的那样，将成涡减阻装置制作在高铁之类高速车辆的，车头整流椎体区前方的外表面中部附近部位。使之形成一种类似外套式的成涡减阻装置。

不论是前挂式的成涡减阻装置，还是外套式的成涡减阻装置，其最前部的进气口(3)面积，都应远小于进气口内侧的中后部气体移动空间垂直切面面积，更应远小于更后方的气体外喷口(2)总开口面积。只有这样才可不因安装了成涡减阻装置，而很明显的再增加较多新的空气阻力。

当在高铁之类高速车辆的前部，制作前挂式成涡减阻装置时，为了大幅度增加从前方进气口(3)的进气数量，并增强在前挂式成涡减阻装置外部形成的涡流性气流强度，在前挂式成涡减阻装置前方的进气口内，也可制作被动力装置进行驱动的引力风扇(17)。

而在高铁之类高速车辆前部，制作的前挂式成涡减阻装置前部进气口(3)内，所制作的动力驱动型引力风扇(17)装置，其旋转运动所需的动力，最好采用可根据需要极大幅度调整旋转速度的电动机之类动力装置(18)提供。但在具有需要时也可在电动机之类动力装置(18)，与受其驱动的引力风扇(17)之间，制作可大幅度改变旋转速度的变速装置。

高铁之类高速车辆的前部或前外侧部位，在制作前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置之后，之所以可在行驶过程进行减阻，最根本的原因就是来自前方的空气，在通过前挂式或外套式成涡减阻装置前方进气口(3)，被吸引进入或冲压进入减阻装置之后，当随后从气体外喷口(2)向外进行外移性喷发时，因这些向外喷发气体，相对高速列车外侧周围部位的高速运动空气，其相对运动速度接近于0，所以通过这二种不同运动速度空气，在它们相互接触面附近的相互作用，就可致使越过这样成涡减阻装置部位之后，继续在高速列车机头部位外表面外侧向后运动的空气，改变为进行强烈旋转涡流式运动的状态，从而极大幅度降低高铁之类高速车辆，在高速行驶过程的运动阻力了。

前挂式成涡减阻装置或外套式成涡减阻装置，在其前方进气口(3)与后方气体外喷口(2)，具有的开口部位面积相近或工作效率相近时，则这样的成涡减阻装置工作过程，虽然也可产生一点较小气体运动阻力，但与其可产生的减阻作用相比，这样新增加的阻力完全可认为微不足道。

但当减阻装置后方的气体外喷口(2)面积，极显著的大于前方进气口(3)面积，或者前方进气口(3)的正常工作效率，极显著小于后部气体外喷口(2)的工作效率时；则这样的前挂式或外套式成涡减阻装置在工作时，就会使得在成涡减阻装置后部的高速列车，其外表面所形成的空气涡流的旋转强度很强，而因此可使得高速列车在行驶过程，可产生的行驶运动阻力也变得极小极小。

并且在减阻装置前方的进气口(3)冲压进气效率，极显著的低于后部气体外喷口(2)向外进行排气的效率时，这时就会因从前挂式或外套式成涡减阻装置前部进气口(3)，进入减阻装置内侧气体移动空间的空气，全都受从气体外喷口(2)外部正高速流过的空气，所形成的类抽气机作用的负压强烈吸引，极快速的从减阻装置后部的气体外喷口(2)喷发流出，从而致使气体移动空间内的空气分子分布极其稀薄。而这样形成的极强负压作用，又会对减阻装置进气口(3)前方的空气，进一步形成极强负压吸引作用。并因此造成原存在于进气口(3)前方空间内的空气，不再是等待通过自然冲压作用而进入进气口(3)，而是被进气口(3)内所存在的极强负压吸引作用，强力吸引性的快速拉入进气口(3)内。这时前挂式或外套式成涡减阻装置，就不再仅仅是一个减阻装置，而是同时还是一个具有一定推进作用的小型动力牵引装置了。

而在前挂式成涡减阻装置与外套式成涡减阻装置，这二种前部成涡减阻装置中，外套式成涡减阻装置的减阻效率可能更好。这是因为外套式成涡减阻装置的气体外喷口(2)部位的最大直径，显著大于采用前挂式成涡减阻装置时的气体外喷口(2)部位的最大直径；所以通过这样气体外喷口(2)向外运动的空气，与更外部空气相互作用所产生的涡流，在越过机头最大直径部位后，其仍然可保持的空气涡流强度越大，所以其进行减阻的效率也就会越高。

另外前挂式或外套式成涡减阻装置，在制作在高铁之类高速车辆机头最前部时，还具有的一个重大优点，就是其不但在高速列车向前行驶时，可以利用这样成涡减阻装置进行减阻。而且就是在高铁之类高速列车进行反向行驶时，其同样也会具有很高的减阻效率。

之所以会如此的最根本原因，就是因为使用这样减阻装置的列车车头，在因列车反向行驶而转变成车尾时，或在高铁之类高速列车的车尾，制作为与车头采用同样结构的具前挂式或外套式成涡减阻装置列车尾部时，同样会在列车高速行驶过程，因开口向后的这样减阻装置后部原有进气口(3)，其后方的空气非常稀薄，因而具有较大负压(极显著低于周围空间正常大气压就可称为负压)，从而就会在这样负压吸引作用的驱动下，致使位于前挂式(这时已转变成后挂式)或外套式成涡减阻装置，原来的气体外喷口(2)外侧，所存在的内层较稀薄空气，因受后方原进气口(3)存在的极强负压吸引影响，而从原本的气体外喷口(2)部位，进入成涡减阻装置内侧的气体移动空间，然后再从后部原进气口(3)向后喷出。与此同时受吸引原本向气体外喷口(2)运动的距离较远外侧空气，因来不及进入原本的气体外喷口(2)，而转变为进行指向列车前进方向的跟随性运动，并在随后转变为沿比较靠近列车尾部外表面运动的涡流态气流。从而致使列车尾部周围区域，再也不会继续受到较大负压作用影响而产生较大阻力。这样就可致使尾部减阻装置的减阻效率更高了。尤其是在尾部减阻装置气体外喷口(2)，位于列车尾部减阻装置减阻椎体长度二分之一附近，而原尾部进气口(3)位于列车后部的尾端，或比较接近列车最后部的尾端时，其可具有的减阻效率更高。

而在高铁之类高速车辆不同车厢间人行过道部位外侧，所制作的缝隙喷气式或吸气式减阻装置，可制作为通过顶部进气管(24)吸入空气，然后在车厢的二侧部位外侧、底部部位外侧、与顶部喷气式缝隙部位外侧进行喷发的结构。

在高铁之类高速车辆不同车厢间人行过道部位外侧，所制作的缝隙喷气式或吸气式减阻装置，也可制作为通过顶部进气管(24)吸入空气，然后在二侧部位外侧与顶部的喷气式缝隙部位外侧进行喷发的结构。

在高铁之类高速车辆不同车厢间人行过道部位外侧，所制作的缝隙喷气式或吸气式减阻装置，还可制作为通过车厢顶部进气缝隙吸入空气，然后在车厢二侧部位外侧，或二侧与底部部位外侧，制作的喷气式缝隙进行喷发的结构。

在高铁之类高速车辆不同车厢间人行过道部位外侧，所制作的缝隙喷气式或吸气式减阻装置，同样可制作为可通过二侧部位外侧，与顶部部位外侧的吸气式缝隙，吸入大量外部空间内空气；或通过二侧部位、顶部部位、与底部部位的吸气式缝隙吸入大量空气；然后再通过顶部进气管(24)或进气缝隙，将这些吸入的空气再喷发出去的结构。

为了使缝隙喷气式或吸气式减阻装置内，可吸入或喷发出足够多的可用于减阻气体，在缝隙喷气式减阻装置顶部的圆形进气管(24)内，或车厢顶部的非常狭长成涡减阻装置进气缝隙开口部位内侧的，气体移动方管之类空间，都应安装通过动力驱动的吸引力较大引力风扇(17)装置。

并且在一定限度范围，因在缝隙喷气式或吸气式减阻装置之内，是减阻装置的气体移动缝隙，向内吸入或向外吹出的空气越多，其可在高铁之类高速车辆外侧形成的空气涡流旋转强度越强，自然也就会减阻效果越好。所以缝隙喷气式或吸气式减阻装置的进气口部位或其内侧，安装的的引力风扇(17)装置具有的吸引力越大，其具有的减阻效果会越好。

在连接高铁之类高速车辆不同车厢之间，人行过道附近最外侧表面部位，所制作的缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置，其外表面的喷气式或吸气式缝隙，在离进气口内引力风扇(17)距离不同部位，应制作的平均宽度略有差异。并且不论是在吸气型的气体吸入或向外喷射缝隙(25)外表面，还是在在喷气型的气体吸入或向外喷射缝隙(25)外表面，都应是离引力风扇(17)距离越近的部位，气体吸入或向外喷射缝隙(25)的内外平均宽度越相对较小。相反在离引力风扇(17)距离越近的部位，则应气体吸入或向外喷射缝隙(25)的内外平均宽度就应稍大一些了。

另外在高铁之类高速车辆车厢部位外表面，在制作缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置时，除了可在连接不同车厢的人行过道附近部位最外侧表面，来进行缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置的制作外，也可在具有需要时，在每一车厢的中部部位外表面，同时制作一到多个缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置。

当类似图7那样通过在车厢顶部设置进气管(24)，来吸入可供缝隙喷气式成涡减阻装置进行气体喷发减阻使用的空气时，为了在列车行驶过程减少运动阻力，在其车厢顶部制作的进气管(24)外侧，应制作在下视时其平面外形，类似图10内所绘制那样比较狭长；而在侧视时类似图11内所绘制的那样，从中心向二侧高度平缓下降的梭状整流装置(27)。

缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置，在安装高铁之类高速车辆不同车厢间连接体部位附近之后，当工作缝隙是吸气型的结构时，被吸气型缝隙吸引而向高速列车表面减阻装置缝隙，进行运动的距离稍远一些空气，在受吸气型缝隙吸引，而靠近吸气型减阻缝隙时，因吸气型缝隙已发生快速向前移动，所以它们来不及进入吸气型减阻缝隙，这时它们就会发生运动方向转弯，而改变为进行指向高速列车运动前方的向前运动，并在随后因与更外侧大气存在运动反向，所以在它们之间相互作用下，就会产生内侧方向向前进行旋转的涡流。并且随着高铁之类高速车辆向前移动，自然在运动的缝隙喷气式或吸气式减阻装置后部，就会不断形成新的不断进行高速旋转运动空气涡流。从而使得具有吸气型缝隙的高速列车整个外表面，全都笼罩在这样高速旋转涡流性气流覆盖之下，这样在高铁之类高速车辆运动过程，能够进行大幅度减阻就是必然的了。

而在高铁之类高速车辆的不同车厢连接体部位附近，制作的是喷气型的缝隙结构时，则因在高速列车运动过程，会从喷气型缝隙之内，不断向外喷发高速运动空气气流，所以随着高速列车不断向前运动，也同样会因高速运动的喷发气流内空气的压力大幅度下降，而致使位于这样正前进喷发气流后方的空气，发生指向这样高速向外喷发空气方向的追随性运动。这样就会因位于这样高速向外运动空气气流后部的追随性运动空气，总是追赶着不断向前运动的，从喷气型缝隙内进行喷发的空气气流，而它们的运动方向，与更外侧高速运动空气完全反向，这样同样也会在高速列车的车厢外侧部位，形成强烈旋转的空气涡流。这样也就必然会致使安装有喷气型缝隙的高速列车，在其运动过程外表面同样会被空气涡流所完全覆盖，所以其会具有较好的运动减阻效应也是必然的。

总之在高铁之类高速车辆前部部位，制作前挂式或外套式成涡减阻装置；以及在连接高铁之类高速列车内不同车厢间，人行过道附近的车厢最外侧表面部位，制作缝隙喷气式或吸气式成涡减阻装置之后。因在高铁之类高速列车行驶过程，会从前到后都包裹在强烈旋转的涡流性气流之内，所以会在进行高速行驶运动过程极大幅度减阻是必然的。