[发明专利]车顶设置机翼的高铁列车

说明书

一种车顶设置机翼的高铁列车，每节车顶设置2个机翼，机翼长等于车厢宽3.105m，宽3m，机翼在离车顶两端各5m至8m范围内，高出车顶≥0.5m；机翼上下侧面曲面钣内有钢骨架；机翼与车厢侧面由平钣立柱支撑连接；700型机翼前后缘坐标分别是(3m，0.2m)和(0，0)，下侧面流线3.06m，上侧面流线3.2447m，p_升压(T)＝0.00006v²_车速(km/h)，都按700km/h运行，700型机翼车较原车节能81.1％；350型机翼前后缘坐标分别是(3m，0.1m)和(0，0)，下侧面流线3.02m，上侧面流线3.309m，p_升压(T)＝0.00009422v²_车速(km/h)，时速400公里的变轨距列车设置350型机翼后，节能40.2％，2天内能由中国各地火车站到达原有车12天至17天才能到达的欧洲转运中心——德国杜伊斯堡。

所属技术领域

本发明涉及一种高铁列车，尤其是车顶设置机翼的高铁列车。

背景技术

高铁列车，一节车60t，宽3.105m，长25.5m，高4.33m，116或118座。

目前，我国高铁列车的商业运营速度是300-350公里/小时。我国高铁列车的商业运营速度是世界上最高的，并且行车平稳、安全。

2020年9月17日网络《今日头条》报道：“时速400公里的变轨距列车已经被我国铁路技术研究员们成功开发，……创新技术制高点对我国意义非凡。”

《参考消息》2020年9月7日报道：国际铁路联运“比空运慢但每公斤的成本仅为空运的30％；比海运成本高，但12天至17天就能到达欧洲，而海运则需要大约40天左右。”“现在每月运营着连接数十个中国城市与欧洲城市的超过千列火车。”

我国制造的CLT500型磁悬浮高铁试验列车实验速度605公里/小时，计划2027年按这个速度投入使用。没有报道其基础设施以及运营的成本、经济效益等。

平动物体的动能E_A＝(1/2)m v²，其中，E_A、m、v分别是平动物体的动能、质量、速度。就是说，高铁列车的能耗与其质量成正比，与其速度的平方成正比。

流体力学基本定理之一，伯努利定理p/ρ+(1/2)v²+gh＝c，式中，定常流体在运动中，ρ为密度，p为压强，v为速度，g为重力加速度，h为高度，c为常量(对不同的流线有不同的值)。此式表示，单位质量流体的压力能、动能、势能之和在同一流线上为一定值。若不计高度变化，则p+(1/2)ρv²＝c，就是说，流体在同一流线上压力能与动能之和守恒；所以流速大了，压力就变小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在高铁列车的车顶设置机翼，机翼产生的升力，缩小列车对钢轨的正压力，因而缩小轮轨摩擦力，缩小行车能耗，或在行车能耗不增加的情况下扩大行车速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案——

设p_下(p_上)是机翼下方(上方)气流的压强，v_下(v_上)是机翼下方(上方)气流的速度，c_下(c_上)是常量，由伯努利定理有

p_下+(1/2)ρv_下²＝c_下 (1)

p_上+(1/2)ρv_上²＝c_上 (2)