[發明專利]高速列車動模型試驗系統

無效

• 申請號: 200910077594.5
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101476986A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 陳宏;李進平;李斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08;G01M9/08
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明涉及一種高速列車動模型試驗系統。

背景技術

高速列車動模型試驗中，需要高速發射模型并使模型在軌道上滑動。目前，成功應用于軌道滑行的模型發射方法，是使用橡皮筋彈射。比如英國列車研究中心的縮比1/25質量為10kg的模型，速度最高達到55m/s；我國中南工業大學高速列車空氣動力研究中心使用縮比1/20質量為30kg的模型，最高滑行速度達到61m/s。隨著高速列車的發展，速度不斷提高，在高速列車空氣動力學的研究中，要求動模型的試驗速度達到100m/s以上，模型縮比達到1/10，模型重量一般要求在100kg以上。如果仍然用橡皮筋彈射，彈射力遠不能滿足要求。因此，采用發射能力很強的空氣驅動是很好的方法。但是到目前為止，空氣驅動模型在軌道上高速滑行還未見報道。我國西南交通大學和日本高鐵中心都是通過空氣驅動模型在繩索上滑行，雖然滑行速度很高(達到100m/s)，但模型質量很小，最大縮比也只有1/80，并且只應用在研究列車過隧道時的空氣動力學問題。

發明內容

針對現有技術存在的需求，本發明的目的在于提供一種高速列車動模型試驗系統，該系統采用空氣炮工作原理，通過對炮管結構進行改進使其與列車模型有機結合，滿足了高速列車空氣動力學研究的需要。

為實現上述目的，本發明高速列車動模型試驗系統包括列車動模型單元和空氣炮驅動單元，列車動模型單元包括列車模型及其導軌，列車模型可在空氣炮驅動單元驅動下沿其導軌滑動；空氣炮驅動單元包括高壓氣體發生裝置、炮管、運動部件，運動部件安裝在炮管內，高壓氣體發生裝置直接或通過管路與炮管后端相接；所述炮管從后向前依次包括加速段、開縫段，其中開縫段側壁上開有一與炮管軸線相平行的長縫，所述運動部件包括間隔設置的加速活塞及同樣與炮管內腔相配合的驅動滑座，加速活塞與驅動滑座之間通過連桿連成一體，驅動滑座上設置有驅動桿，運動部件上的加速活塞和驅動滑座分別位于炮管上的加速段和開縫段內，驅動滑座上的驅動桿經開縫段上的長縫徑向伸出炮管；所述列車模型上設置有與所述驅動桿相配合的工作面，隨著所述高壓氣體發生裝置向炮管加速段內輸入高壓氣體，加速活塞在加速段內被驅動向前運動，并通過連桿帶動驅動滑座一同運動，同時驅動滑座上的驅動桿通過與其相配的工作面頂推列車模型沿其導軌向前運動，所述工作面與所述驅動桿單向配合并可反向自由脫離。

進一步，在所述加速活塞與所述驅動滑座之間的所述連桿上，還設置有與所述炮管內腔相配合的用于支撐連桿中部的中間滑塊。

進一步，所述運動部件包含至少兩個相互間隔設置的驅動滑座，相應地，所述列車模型上設置有與驅動滑座數量相同并與其一一相配的工作面。

進一步，所述加速活塞同與其相鄰的所述驅動滑座之間的間距與所述加速段的長度相匹配，在活塞位于加速段后端的同時，該驅動滑座也位于所述開縫段的后端。

進一步，所述加速活塞與所述驅動滑座和所述連桿一體制成或以焊接方式連成一體。

進一步，所述加速活塞、所述驅動滑座、所述連桿為外徑相同的一個整體。

進一步，所述炮管在所述開縫段的前側還設置有壓縮空氣減速段，該壓縮空氣減速段前端封閉，其后端與開縫段前端相接，相應地，所述運動部件上設置與所述減速段相匹配的減速活塞，該減速活塞位于運動部件的前端，并通過連桿與位于其后方的驅動滑座連成一體，減速活塞同與其相鄰的驅動滑座間隔設置，二者之間的間距保證運動部件被減速活塞制動后與其相鄰的驅動滑座仍位于開縫段中。

進一步，所述加速活塞和所述減速活塞之間的間距同所述加速段和所述壓縮空氣減速段之間的間距相協調，以保證所述運動部件在被減速活塞制動后，所述加速活塞仍然位于加速段中。

進一步，所述開縫段在其長縫的前部設置有與所述驅動桿相配合的由橡膠制成的摩擦減速條，該摩擦減速條沿長縫鋪設并通過與驅動桿相互摩擦實現對所述運動部件的減速。

進一步，所述列車動模型單元中的所述導軌從后向前依次設置有模型加速段、模型試驗段和模型減速段，其中，模型加速段與所述炮管中的加速段相對應，在模型加速段中，所述列車模型在所述運動部件驅動下加速向前運動，在模型試驗段中，被加速到預定速度的列車模型繼續向前運動，模型減速段中設置有與列車模型相配合的減速裝置，在該段中列車模型被減速裝置減速，直至停止。