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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 水軌列車(chē)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 目前，我國(guó)煤炭運(yùn)輸已經(jīng)占到鐵路運(yùn)力的40%以上，面對(duì)日益增加的煤炭產(chǎn)量和需求，鐵路運(yùn)力緊張，開(kāi)擴(kuò)更多的鐵路又有諸多不可行的因數(shù)。需要尋找其他運(yùn)輸方式，雖然水運(yùn)是成本最低的，但由于北方缺少便于航運(yùn)的大江大河，所以對(duì)于主要分布在西部北部的煤炭，水運(yùn)是行不通的。 水軌列車(chē)是設(shè)計(jì)是一種成本低、不受江河分布限制的煤炭運(yùn)輸工具，可以緩解我國(guó)煤炭運(yùn)輸運(yùn)力緊張的狀況。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目水軌列車(chē)，包括車(chē)體、管道和導(dǎo)軌，管道埋在地表下，導(dǎo)軌在管道內(nèi)沿管道鋪設(shè)，車(chē)體的車(chē)輪與導(dǎo)軌接觸，管道內(nèi)下部有水，車(chē)體下部浸在水中，車(chē)體的車(chē)頭前部安裝有噴水推進(jìn)器。 車(chē)體上部有導(dǎo)向輪，管道內(nèi)上部有上導(dǎo)軌，導(dǎo)向輪與上導(dǎo)軌接觸。因?yàn)檐?chē)體的下部浸在水中，車(chē)體受向上浮力的作用，車(chē)體容易脫離其下方，當(dāng)車(chē)體上部導(dǎo)向輪與上導(dǎo)軌接觸時(shí)，車(chē)體即使有向上脫離導(dǎo)軌的趨勢(shì)，上導(dǎo)向輪只能沿上導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，車(chē)體不會(huì)脫離導(dǎo)軌。 車(chē)體的車(chē)頭與車(chē)體的車(chē)廂、車(chē)體的車(chē)廂與車(chē)廂間有導(dǎo)流罩。車(chē)體包括車(chē)頭和車(chē)廂，車(chē)頭與車(chē)廂、車(chē)廂與車(chē)廂之間用掛鉤連接，車(chē)頭與車(chē)廂、車(chē)廂與車(chē)廂間的導(dǎo)流罩可以減小水對(duì)車(chē)廂的阻力。 在兩個(gè)不同水平高度的管道間有凸起的過(guò)渡管道。如果管道鋪設(shè)很長(zhǎng)，管道的起點(diǎn)和終點(diǎn)不可能在同一水平高度上；另外，在鋪設(shè)管道的時(shí)，也可能根據(jù)地形條件把管道鋪設(shè)在不同的水平高度，但是，如果管道鋪設(shè)成為一端高一端低，則不同位置管道內(nèi)的水深則不同，車(chē)體在行駛時(shí)阻力不一樣，影響車(chē)體的行駛，甚至?xí)霈F(xiàn)一端水深很淺，而另一端水太深把整個(gè)管道全部灌滿(mǎn)，車(chē)體根本無(wú)法行駛。在不同的水平高度鋪設(shè)水平管道，而兩個(gè)不同水平高度的管道間有凸起的過(guò)渡管道，凸起的過(guò)渡管道可以阻止水平高度高的管道里的水流向水平高度低的管道。所以水軌列車(chē)建設(shè)可以不受地形條件的限制。 車(chē)頭包括車(chē)架、內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置、車(chē)輪、導(dǎo)向輪、噴水推進(jìn)器和導(dǎo)流錐體，內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置和噴水推進(jìn)器安裝在車(chē)架上，傳動(dòng)裝置與內(nèi)燃機(jī)和噴水推進(jìn)器相連接，導(dǎo)流錐體在噴水推進(jìn)器前方，車(chē)架下方安裝有車(chē)輪，車(chē)架上方安裝有導(dǎo)向輪，內(nèi)燃機(jī)上部還有進(jìn)氣過(guò)濾器。工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)噴水推進(jìn)器的旋葉轉(zhuǎn)動(dòng)，旋葉轉(zhuǎn)動(dòng)向后吸水而產(chǎn)生向前的動(dòng)力，使車(chē)頭帶動(dòng)車(chē)廂沿導(dǎo)軌及上導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。水流通過(guò)噴水推進(jìn)器加速后由車(chē)頭底部的排水管排除，因?yàn)檐?chē)體的下部浸在水中，車(chē)體受有向上的浮力，基本處于懸浮狀態(tài)，車(chē)體前進(jìn)的阻力主要是水的阻力，而水的阻力在低速時(shí)很小，所以在低速運(yùn)行的情況下?tīng)I(yíng)運(yùn)成本低。 噴水推進(jìn)器包括旋葉、支架、轉(zhuǎn)軸、中間支撐，轉(zhuǎn)軸穿過(guò)支架和中間支撐，轉(zhuǎn)軸與支架、中間支撐滑動(dòng)連接，旋葉在轉(zhuǎn)軸端部。在噴水推進(jìn)器下部設(shè)有水流排出的排水管。 車(chē)廂包括廂體、車(chē)輪和導(dǎo)向輪，車(chē)輪安裝在廂體下方，導(dǎo)向輪安裝在廂體下方。 管道包括水泥管、水平排水管和豎向排水管，水平排水管在水泥管下方，豎向排水管在管道的側(cè)面，水平排水管與管道及豎向排水管連通。當(dāng)管道中的水過(guò)多，可通過(guò)豎向排水管向外排水；由于管道的微滲水作用，長(zhǎng)期儲(chǔ)水的管道水位會(huì)有微小的下降，在下雨時(shí)，少量雨水可以飄進(jìn)通風(fēng)管，以對(duì)管道的水量進(jìn)行微補(bǔ)充，當(dāng)管道內(nèi)的水過(guò)少時(shí)，可通過(guò)豎向排水管向管道內(nèi)注水，從而保證管道內(nèi)的水位基本不變。在管道內(nèi)下部安裝有導(dǎo)軌，在管道內(nèi)上部安裝有上導(dǎo)軌，在管道上部還安裝有通氣管，用來(lái)保持與管道外空氣流通。 為了方便上下貨物，在管道沿線(xiàn)設(shè)有上下貨物的站點(diǎn)，站點(diǎn)處管道相對(duì)凸起，這樣，車(chē)體浸在水里的深度就淺，車(chē)體所受的浮力就小，車(chē)體的大部分重量都落導(dǎo)軌上，車(chē)體進(jìn)入站點(diǎn)后，車(chē)體停在站點(diǎn)的軌道上，以方便上貨和卸貨。 因?yàn)檐?chē)體的下部浸在水中，車(chē)體受向上的浮力，而水軌列車(chē)的運(yùn)行速度比較低，所以車(chē)體對(duì)導(dǎo)軌的沖擊力小，對(duì)導(dǎo)軌及其地基（受力面積大）要求不像鐵路那樣嚴(yán)格，施工容易且投資費(fèi)用低。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 水軌列車(chē)創(chuàng)新點(diǎn)是將火車(chē)與船的特點(diǎn)結(jié)合其來(lái)，提供車(chē)體運(yùn)行的水道和軌道. 車(chē)體在充有水的特制管道(管道對(duì)滲水有嚴(yán)格要求)中運(yùn)行，外形設(shè)計(jì)近似火車(chē)，有車(chē)頭和車(chē)身，車(chē)頭牽動(dòng)車(chē)體，列車(chē)動(dòng)力來(lái)自車(chē)頭的噴水推進(jìn)器。在不同的水平高度鋪設(shè)水平管道，而兩個(gè)不同水平高度的管道間有凸起的過(guò)渡管道，以此實(shí)現(xiàn)水軌列車(chē)上下坡的問(wèn)題。車(chē)體上部有導(dǎo)向輪，管道內(nèi)上部有一線(xiàn)的上導(dǎo)軌，導(dǎo)向輪與上導(dǎo)軌接觸，下面近似火車(chē)的兩線(xiàn)軌道，以此實(shí)現(xiàn)水軌列車(chē)在管道中平穩(wěn)行駛。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 設(shè)車(chē)體勻速行駛是牽引力為F，阻力為f。 則 F=f=CSpV^2 /2 其中: C為水軌列車(chē)車(chē)體表面與水之間的粘阻系數(shù)，取C=0.0015(與一般貨船相同)。 S為水軌列車(chē)濕面積: S=πDL （D為水軌列車(chē)直徑，取1米 。L 為水軌列車(chē)長(zhǎng)度，取1300米）。 P為水的比重，取1000千克/立方米 V為水軌列車(chē)勻速行駛速度，取5米/秒。 按照以上數(shù)據(jù)計(jì)算得水軌列車(chē)勻速行駛時(shí)，額定牽引力為，額定功率W=382KW，載重為G=1000噸?？梢缘贸鏊壛熊?chē)于一般相同載重級(jí)別的輪船相同。例如一艘1000噸集裝箱船，其實(shí)際載重為978噸，額定功率為441kw，額定航速10節(jié)（18.5公里/小時(shí)）。 實(shí)現(xiàn)將水運(yùn)延伸到?jīng)]有河流的地方。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 暫無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)論證階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利所有權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖片 、PPT、3D模型、解說(shuō)視屏。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該品技術(shù)特點(diǎn)是將火車(chē)和船結(jié)合起來(lái)，是內(nèi)陸運(yùn)輸成本像船舶運(yùn)輸一樣成本低又可以像火車(chē)一樣基本不受江河季節(jié)等條件限制，讓船舶運(yùn)輸延伸到?jīng)]用河流的地方。該作品主要應(yīng)用于煤炭運(yùn)輸，附帶運(yùn)輸鋼鐵等密度大體積小貨物。如實(shí)際可行經(jīng)濟(jì)效益將是十分可觀。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 暫無(wú)同類(lèi)車(chē)型
