[發(fā)明專利]高速列車動(dòng)模型氣體炮方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010194812.6
• 申請(qǐng)日: 2010-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN101865760A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊國偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01M9/08
• 分類號(hào): G01M9/08
• 代理公司: 北京中創(chuàng)陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速列車動(dòng)模型氣體炮方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高速列車動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)中，需要高速發(fā)射模型并使模型在軌道上滑動(dòng)。目前，成功應(yīng)用于軌道滑行的模型發(fā)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(zhì)量為10kg的模型，速度最高達(dá)到55m/s；我國中南工業(yè)大學(xué)高速列車空氣動(dòng)力研究中心使用縮比1/20質(zhì)量為30kg的模型，最高滑行速度達(dá)到61m/s。隨著高速列車的發(fā)展，速度不斷提高，在高速列車空氣動(dòng)力學(xué)的研究中，要求動(dòng)模型的試驗(yàn)速度達(dá)到100m/s以上，模型縮比達(dá)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(yuǎn)不能滿足要求。因此，采用發(fā)射能力很強(qiáng)的氣體驅(qū)動(dòng)是很好的方法。我國西南交通大學(xué)和日本高鐵中心都是通過空氣驅(qū)動(dòng)模型在繩索上滑行，雖然滑行速度很高(達(dá)到100m/s)，但模型質(zhì)量很小，最大縮比也只有1/80，并且只應(yīng)用在研究列車過隧道時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)問題。

到目前為止，關(guān)于氣體驅(qū)動(dòng)模型在軌道上高速滑行的研究只有中科院力學(xué)所陳宏等人的專利中提到的，用普通的氣體炮驅(qū)動(dòng)，包括高壓氣體產(chǎn)生源、炮管，運(yùn)動(dòng)部件。炮管包括加速段，開縫段和減速段，加速段通過運(yùn)動(dòng)部件帶動(dòng)列車模型運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)部件上包括加速活塞，中間滑塊，驅(qū)動(dòng)滑座和減速活塞，中間用長桿連接；減速段的一端封閉，采用氣體壓縮的方式對(duì)運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行制動(dòng)；要保證減速段有足夠的長度，以確保運(yùn)動(dòng)部件成功制動(dòng)，還要保證從加速開始到運(yùn)動(dòng)部件制動(dòng)結(jié)束，加速活塞始終在加速段內(nèi)，驅(qū)動(dòng)滑座始終在開封段內(nèi)，這就要會(huì)使運(yùn)動(dòng)部件的連桿長度過長，會(huì)產(chǎn)生長桿穿刺效應(yīng)；專利中還提到，可以進(jìn)行列車交會(huì)氣體動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)，這使得主炮室的外徑不會(huì)太大，驅(qū)動(dòng)氣體的體積較小，顯然不能滿足大質(zhì)量高速的列車模型的發(fā)射要求；此外，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，密封性不可能達(dá)到100％，會(huì)產(chǎn)生輕微的漏氣，顯然專利中的氣體炮充氣方式有可能會(huì)由于漏氣的原因造成空氣炮的突然發(fā)射，形成突發(fā)事件，造成事故。綜上原因，顯然專利中所提到的空氣炮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完全是作者的一種理想化的概念，實(shí)際中實(shí)驗(yàn)中很難實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高速列車動(dòng)模型氣體炮方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用空氣炮驅(qū)動(dòng)原理，對(duì)炮體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使得它的驅(qū)動(dòng)質(zhì)量與速度大為提高，提高了實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的安全性，且通過炮管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使其與列車模型有機(jī)的結(jié)合，滿足了高速列車空氣動(dòng)力學(xué)研究的需要。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明高速列車動(dòng)模型氣體炮方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括依次連通設(shè)置的副炮室、主炮室和炮管，其中，主炮室上連通設(shè)置有儲(chǔ)氣罐，副炮室內(nèi)設(shè)置有副活塞、主炮室內(nèi)設(shè)置有主活塞、炮管內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)活塞，副活塞和主活塞之間通過連桿固定連接，主活塞向前運(yùn)動(dòng)將抵靠在主炮室出氣口上，并將主炮室出氣口密封，副炮室和儲(chǔ)氣罐內(nèi)充有高壓氣體，副炮室上設(shè)置有出氣開關(guān)，開啟該出氣開關(guān)泄壓，副活塞在壓差作用下帶動(dòng)主活塞向后運(yùn)動(dòng)，以將主炮室出氣口打開，儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體將充入炮管內(nèi)，以推動(dòng)驅(qū)動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，并由驅(qū)動(dòng)活塞來驅(qū)動(dòng)放置在炮管內(nèi)的列車模型向前運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述副炮室、主炮室和炮管設(shè)置在同一水平軸線上。

進(jìn)一步，所述副炮室與儲(chǔ)氣罐之間通過充氣管道連接，充氣管道中設(shè)置有第一控制閥和壓力表。

進(jìn)一步，所述副炮室上設(shè)置有進(jìn)氣管道，該進(jìn)氣管道中設(shè)置有第二控制閥，進(jìn)氣管道與充氣氣源連接。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)氣罐上設(shè)置有泄壓口，該泄壓口上設(shè)置有第三控制閥。

進(jìn)一步，所述炮管的進(jìn)口端設(shè)置有密封臺(tái)階，主活塞的后部上固定設(shè)置有主炮室出氣口密封蓋，該密封蓋與密封臺(tái)階相配使用，密封蓋抵靠在主炮室出氣口上，能夠?qū)⒅髋谑页鰵饪诿芊狻?/p>

進(jìn)一步，所述炮管內(nèi)腔的下部設(shè)置有與炮管軸線平行的槽道，該槽道的尺寸與列車模型運(yùn)行軌道的尺寸相匹配。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)活塞的外形尺寸與所述炮管內(nèi)腔尺寸相匹配。

進(jìn)一步，所述炮管的出口端沿其軸線方向順延設(shè)置有軌道。

本發(fā)明的有益效果是：能發(fā)射大質(zhì)量、高速度的列車模型，能保證在實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過程中的安全性，能使列車模型在軌道上沿著正確的方向運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1俯視示意圖；

圖3為炮管截面示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明高速列車動(dòng)模型氣體炮方案實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括依次連通設(shè)置的副炮室6、主炮室7和炮管10，副炮室6、主炮室7和炮管10設(shè)置在同一水平軸線上，