Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Транспортний засіб на електродинамічному підвісі, що містить екіпаж з надпровідною магнітною системою, у корпусі якого виконані повітродувні канали, що з'єднують лобову площину з піддонним об'ємом, і профільовану шляхову структуру, виконану у формі жолоба, що складається з суцільної електропровідної смуги і контурів комбінованої системи тяги та стабілізації руху, який відрізняється тим, що повітродувні канали розширені таким чином, що в них встановлені регулятори швидкості потоку повітряного струменя, виконані у вигляді вітрогенераторних установок, робочі лопаті яких виконані з можливістю контрольовано змінювати кут нахилу до плину струменя, а генератор струму установок з'єднаний з накопичувачем електроенергії, наприклад, свинцево-кислотним акумулятором, який є вузлом бортової мережі енергопостачання, причому відношення діаметра каналів до їхньої довжини не менше величини коефіцієнта гідравлічного опору для даного екіпажа.

Текст

Транспортний засіб на електродинамічному підвісі, що містить екіпаж з надпровідною магнітною системою, у корпусі якого виконані повітродувні канали, що з'єднують лобову площину з піддонним об'ємом, і профільовану шляхову структуру, виконану у формі жолоба, що складається з суцільної електропровідної смуги і контурів комбінованої системи тяги та стабілізації руху, який відрізняється тим, що повітродувні канали розширені таким чином, що в них встановлені регулятори швидкості потоку повітряного струменя, виконані у вигляді вітрогенераторних установок, робочі лопаті яких виконані з можливістю контрольовано змінювати кут нахилу до плину струменя, а генератор струму установок з'єднаний з накопичувачем електроенергії, наприклад, свинцевокислотним акумулятором, який є вузлом бортової мережі енергопостачання, причому відношення діаметра каналів до їхньої довжини не менше величини коефіцієнта гідравлічного опору для даного екіпажа. UA (21) 2003054085 (22) 06.05.2003 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Дзензерський Віктор Олександрович, Васильєв Сергій Володимирович, Бурилов Сергій Володимирович, Буряк Олександр Панасович (73) Дзензерський Віктор Олександрович, Васильєв Сергій Володимирович, Бурилов Сергій Володимирович (56) GB 10025888 25.08.1965 GB1199314 22.07.1970 GB 913736 28.12.1962 US 3108546 29.10.1963 GB 1053491 04.01.1967 US 3899979 19.08.1975 GB 1129290 02.10.1968 SU 1768422 A1 15.10.1992 JP 61102106 20.05.1986 US 3869990 11.03.1975 C2 2 (19) 1 3 63561 4 площин кузова ТЗ, та методом створення в корпусі Для з'ясування суті заявленого розглянемо повітродувних каналів. схему розподілу тисків навколо корпуса вагона ТЗ, Відомий екіпаж ВШНТ по [а.с. №772474, МКИ3 що рухається. На фіг.1 приведений профільний В60V1/04, 1978р.], у якому депресію тиску знімапереріз вагона 1, що знаходиться в русі над полоють шляхом виконання нижньої поверхні корпуса з тниною дороги 2. Вагон левітує із кліренсом h. При поступовим зниженням до хвостової частини (скоцьому створюється ситуація швидкісного польоту шеною), а бічних стінок - відігнутих донизу. Кут фюзеляжного літального апарата поблизу площискосу днища не перевищує 5°. ни (екрана). Повітряний потік, що набігає, створює Недоліком описаної конструкції є відсутність на лобовій частині вагона швидкісний напір. В обможливості керування потужністю потоку, що надластях, позначених хрестиками, формується шар ходить у піддонний об'єм для формування повітпідвищеного тиску. Від нього збуджується перетіряної подушки, наслідком чого є зменшення стакання повітря в навколишню атмосферу й уздовж лості руху. площин вагону, причому ці потоки (маркіровані Найбільш близьким технічним рішенням, обстрілками) спрямовані упоперек руху потоку, що раним як прототип, є перспективний варіант технінабігає. Ці процеси істотно збільшують опір перечного рішення цієї проблеми, описаний у матеріаміщенню апарата, фактично збільшуючи його лах [заявки Японії №49-6122, МКИ3 В60L13/00, фронтальний переріз (геометричні розміри області 1984р.]. Відповідно до заявки транспортний засіб лобового стиску). У той же час у зазорі h утворюмістить екіпаж з надпровідною магнітною силовою ється зона зниженого (відносно атмосферного) системою і профільовану шляхову структуру, що тиску, обумовлена ефектом Дарсі-Вейсбаха (В.В. містить електропровідну суцільну смугу і контури Смислов, "Гідравліка й аеродинаміка", Київ, Вища комбінованої системи тяги та стабілізації. У консшкола, 1979р., с.155-157). Енергії швидкісного натрукції корпуса екіпажа передбачені повітродувні пору недостатньо, щоб проштовхнути необхідну канали, через які повітря з лобових забірників пемасу повітря у зазор. Рівняння депресії (втрати ретікає в піддонний об'єм під дією тиску струменя, тиску в зазорах) дає можливість з'ясувати кількісщо набігає на лобову площину. Постійний приплив ний бік ситуації. повітря через канали при русі в зазор між дном (1) p L / h V 2 / 2, екіпажа і полотниною дороги знімає депресію тиску, а його надлишок призводить до утворення поде p - депресія тиску в зазорі h; вітряної подушки. - коефіцієнт гидравличного опору (=0,01); До недоліків прототипу можна віднести відсутL - довжина зазору (екіпажа); ність засобів керування потоком повітря в каналах, що не дає можливості стабілізувати стійкість стану h - товщина зазору (кліренс); повітряної подушки на різних швидкостях руху ТЗ і - густина повітря; при змінах густини, вологості, температури заборV - швидкість руху екіпажа. тного повітря, а також швидкості і напрямку вітру. Швидкісний напір g (p V 2 )/2 створює надВ основу запропонованого винаходу поставлишковий тиск. Якщо віднести рівень депресії тислена задача створення можливості керування тиску до величини швидкісного напору, то ком у динамічній повітряній подушці екіпажа ВШНТ p/g L / h, та утилізації енергії аеродинамічних ефектів шля(2) хом перетворення її в електричну енергію з застовідкіля при L =4000см; h =10см; =0,01 одерсуванням екологічно чистих методів, наприклад, з жимо p / g =4. використанням вітрогенераторних установок, із Таким чином, щоб зняти дефіцит тиску в зазонаступним використанням її в мережі бортового рі, необхідний 4-кратний швидкісний напір. Однак енергопостачання. зрівняти тиск і навіть утворити повітряну подушку Поставлена задача вирішується тим, що в ровдається шляхом відводу частини надлишкового зширених повітродувних каналах транспортного тиску з лобової частини під днище вагона за дозасобу, що містить екіпаж з надпровідною магнітпомогою додаткових шляхів-каналів, що з'єднують ною системою, у корпусі якого виконані повітродуці області, як це і зроблено в прототипі. Але кільвні канали, що з'єднують лобову площину з підкість повітря, що перекидають, залежить від багадонним об'ємом, і профільовану шляхову тьох факторів: швидкості екіпажа, густини та волоструктуру, виконану у формі жолоба, що складагості повітря, напрямку і швидкості вітру і т.п. Тому ється з суцільної електропровідної смуги і контурів тиск у динамічній повітряній подушці під екіпажем комбінованої системи тяги та стабілізації руху, може неконтрольовано змінюватися. У той, час як встановлені регулятори швидкості потоку повітряйого стабільність дуже важлива для апарата, станого струменя, виконані у виді вітрогенераторних лість руху якого цілком залежить від стабільності установок, робочі лопасті яких можуть контрольозв'язку з елементами наземної шляхової структувано змінювати кут нахилу до плину струменя, а ри. Цей зв'язок має безконтактний (польовий) хагенератор струму установок з'єднаний з накопичурактер і надзвичайно чуттєвий до змін відстані між вачем електроенергії, наприклад, свинцевовзаємодіючими вузлами. Надлишкове збільшення кислотним акумулятором, який є вузлом бортової тиску в повітряній подушці з цих причин неприпусмережі енергопостачання, причому відношення тимо, тому що при надмірно великому кліренсі діаметра каналів до їхньої довжини повинне бути виникають небезпечні для таких швидкостей збуне менше величини коефіцієнта гидравличного рювання руху у формі рискання, збільшення ампопору для даного екіпажа. літуди демпфірування і т.п. Дозована подача пові 5 63561 6 тря в піддонний об'єм може бути здійснена шляутилізуємо ту енергію, що не тільки безповоротно хом регулювання перерізу каналів. Це можна зрогубилася б, але, оскільки вона веде своє похобити за допомогою заслінок або діафрагм, але в дження від лобового опору, то оберталася додаттакому випадку ми в недостатньому ступені викоковим навантаженням на лінійний двигун екіпажа ристовуємо ресурси швидкісного напору, змушуюВШНТ. Причому досягається це спрямованим і чи його бути причиною поршневого ефекту. контрольованим перерозподілом тисків навколо Скористаємося тією обставиною, що ресурси корпуса і використанням високоефективних приенергії повітря, що перекидається, при крейсерсьстроїв для перетворення енергії. ких швидкостях руху дуже великі і будь-який стуЗа наявними в авторів відомостями запропопінь зменшення тиску в лобовій частині апарата новані істотні відмінності, що характеризують суть дає позитивний результат. Збільшимо переріз повинаходу, не відомі в даному розділі техніки. вітрозабірников і каналів так, щоб при всіх режиЗапропоноване технічне рішення може бути мах руху екіпажа в канали надходило значно бівикористане на швидкісних транспортних засобах льше повітря, ніж потрібно для зняття депресії з безконтактним типом передачі енергії на екіпажі. тиску в зазорі. А оскільки маса повітря, необхідноКритерій «промислове впровадження» підтвего для зрівняння тисків може бути фіксована, то рджується актуальністю способу впровадження зміна швидкості потоку відбувається всередині екологічно чистих технологій вироблення і перетканалів. При цьому у потоку відбирають надлишворення енергії в транспортній галузі. кову частину енергії за допомогою пристрою, що На фіг.2 приведена схема екіпажа з каналами перетворює енергію в механічну роботу, напридля регульованого зняття депресії тиску. клад - в обертання вала вітрогенератора. ПеребоВагон 1 екіпажу ВШНТ рухається над полотнирюючи опір лопастей генератора, потік втрачає ною дороги 2, левітуючи над ним із кліренсом h. У швидкість. Різниця V1 – V2 пропорційна енергії, яку лобовій частині корпуса вагона 1 встановлені повіможна утилізувати. Швидкість потоку, що пройшов трязабірники 3, з'єднані каналами 4 з піддонним перетворювач, V2 підлягає щільному контролю та об'ємом транспортного засобу. У кожнім каналі постійній корекції з боку системи керування рухом. розміщений регулятор потоку 5. Він являє собою При цьому величина V1 може бути довільною. Чим вітрогенератор, що містить лопастевий робочий вона більше, тим більше енергії може забрати з орган 6, встановлений на загальному валу з елекпотоку перетворювач. Надлишкова енергія, переттрогенератором 7. Лопасті робочого органа виковорена в електричний струм, може бути подана в нані з можливістю повороту для зміни кута атаки в бортову мережу і використана для висвітлення, струмені. Регулятор кріпиться усередині каналу за кондиціонування та керування, чи запасена в бордопомогою кронштейнів 8, через які здійснюється товому акумуляторі, заряд якого забезпечується й електричний зв'язок генератора з накопичувачем відповідним блоком. 9. Накопичувач є блоком постачання бортової Питання про кратність збільшення діаметра електромережі. Геометричні розміри каналів поповітродувних каналів для раціонального викорисвинні відповідати обмеженню, відповідно до якого тання енергії швидкісного напору може бути вирівідношення його діаметра до власної довжини шений на підставі того ж співвідношення Дарсі, буде не менше ніж 0,01. оскільки воно стосується в однаковій мірі і тиску в Пристрій працює у такий спосіб. Потік повітря каналах. Якщо у формулі (2) покласти величину V1, що набігає під час руху вагона, за рахунок кліренсу, рівною 40см, то відношення депресії тисшвидкісного напору створює на його лобових ку до швидкісного напору досягне одиниці. Звідси площинах підвищений тиск. Повітродувні канали 4 можна зробити висновок, що величини швидкіснодають можливість спрацювати значній різниці тисго напору буде досить для проходження струменя ків між двома областями: піддонною та лобовою. В повітря в каналі без істотних втрат, якщо віднорезультаті чого утвориться могутній повітряний шення його діаметра до власної довжини буде струмінь, що бере початок у забірнику 3 і формуюперевершувати величину коефіцієнта гидравличчий повітряну подушку в піддонній області при ного опору (0,01). При такому значенні відношення виході наприкінці каналу. Коли тиск у подушці зродепресії тиску в каналах до швидкісного напору стає і стає більше за атмосферний, вагон збільшує (p/g) стає рівним або менше одиниці. Це значення висоту польоту (кліренс левітації зростає). На може бути прийнято як орієнтир. шляху руху потік проходить через лопасті регуляРекуперація енергії у такий спосіб має ту петора 5, обертаючи його робочий орган 6. Змінююревагу, що транспортні засоби на магнітному підчи кут атаки лопастей органа 6, можна керувати вісі не мають механічного контакту з землею й вихідною швидкістю струменя, тобто фактично енергія для внутрішніх потреб (несилової частини) регулювати обсяг повітря, що надходить у подушзвичайно одержують від бортових накопичувачів. ку. І таким шляхом стабілізувати тиск у ній. НадМаючи можливість періодичного підзаряду під час лишок енергії струменя перетворюється в електрейсу, ми можемо у багато разів зменшити їх ємричний струм за допомогою генератора 7 і ність, що у випадку використання хімічних джерел надходить у зарядний пристрій (не показано) борструму помітно зменшить вагу екіпажу. Для літатового накопичувача 9. Перетворена в заряд акульного апарата, яким є екіпаж ВШНТ, зменшення мулятора, ця енергія, подана в бортову мережу, ваги відноситься до найважливіших достоїнств. може бути використана при необхідності на будьЗбільшення частки перетвореної енергії крім які внутрішні потреби екіпажу. Істотно, що перекипрямого енергозбереження по обставинах свого дання значної маси повітря в піддонний зазор вевиробництва поліпшує ще й умови руху екіпажа, де до помітного падіння тиску в лобовій частині за тому перетворення енергії є чистим виграшем. Ми рахунок послаблення потоків перетікання в атмо 7 63561 8 сферу. Таким чином, у даному рішенні використоресурс бортової системи енергопостачання. Це вується енергія перепаду тисків за допомогою веде не тільки до зменшення ваги екіпажа і лобопроцесу, що спрямований на зменшення цього вого опору, а також до компенсації витрат електперепаду. роенергії в бортовій мережі. Економічність екіпажа Пристрій, що патентується, дає можливість не збільшується не тільки прямим шляхом (за рахутільки розвантажити лінійний двигун ТЗ, поліпшунок рекуперації енергії), але і за рахунок зменшенючи умови руху (збільшується кліренс і зменшуня навантаження на двигун через вторинні ефекти ється лобовий опір), але й утилізувати частину (зменшення опору руху і збільшення кліренсу, що енергії швидкісного напору, поповнюючи енергозменшує силу електродинамічного гальмування). Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Transportation means on electrodynamic suspension

Автори англійською

Dzenzerskyi Viktor Oleksandrovych, Vasyliiev Serhii Volodymyrovych, Burylov Serhii Volodymyrovych

Назва патенту російською

Транспортное средство на электродинамической подвеске

Автори російською

Дзензерский Виктор Александрович, Дзензерський Виктор Александрович, Васильев Сергей Владимирович, Бурилов Сергей Владимирович

МПК / Мітки

МПК: B61B 13/08, B60V 3/00, F03D 3/00, B60L 13/04

Мітки: транспортний, засіб, підвісі, електродинамічному

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-63561-transportnijj-zasib-na-elektrodinamichnomu-pidvisi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Транспортний засіб на електродинамічному підвісі</a>

Подібні патенти