設(shè)置有流線型機(jī)頭的高速軌道交通工具的制作方法
【專利說明】
[0001]發(fā)明
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及高速軌道交通工具的機(jī)頭的外部形狀，特別是具有大于300km/h的巡航速度的軌道交通工具的機(jī)頭的外部形狀。
【背景技術(shù)】
[0003]EP0722872中披露帶有流線型機(jī)頭的鐵路交通工具。機(jī)頭是車體的節(jié)段，在機(jī)頭處車體的橫截面面積在縱向方向上從該交通工具一端處的車體的末端朝向該交通工具的另一端逐漸增加。本文描述的機(jī)頭包括至少一個(gè)末端區(qū)域和中間區(qū)域，中間區(qū)域靠近所述末端區(qū)域且中間區(qū)域比所述末端區(qū)域距離所述末端更遠(yuǎn)。貫穿中間區(qū)域，車體橫截面面積在遠(yuǎn)離所述末端的縱向方向上以恒定比率增加。中間區(qū)域包括在該位置車體橫截面面積是該交通工具的最大車體橫截面積的一半的位置。貫穿所述末端區(qū)域，車體橫截面面積在縱向方向上以比所述中間區(qū)域的所述恒定比率大的恒定比率增加。駕駛機(jī)艙擋風(fēng)玻璃位于所述中間區(qū)域中且駕駛機(jī)艙擋風(fēng)玻璃具有關(guān)于垂直方向的角度，允許向前的能見度。在縱向方向上的擋風(fēng)玻璃位置處，車體在其側(cè)部中具有凹部。由于末端區(qū)域的截面面積變化率比中間區(qū)域中大，駕駛室被固定在中間區(qū)域中用作駕駛機(jī)艙。機(jī)頭形狀試圖在細(xì)大氣壓力波的減小與所需的透過擋風(fēng)玻璃的能見度之間提供折衷。然而，在實(shí)踐中，所得到的包括末端區(qū)域與中間區(qū)域的機(jī)頭的總體長度超過6.5米并帶有26°至28°的擋風(fēng)玻璃角。比為了結(jié)構(gòu)性目的所必要的空間更多的空間被分配給末端節(jié)段，特別是用于沖擊吸收特征部。透過傾斜的擋風(fēng)玻璃的能見度比期望的小。換言之，交通工具的空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化以所需的長度和所需的能見度為代價(jià)。
[0004]影響帶動(dòng)列車的機(jī)頭形狀的良好的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的因素在文章“隧道優(yōu)化的列車機(jī)頭形狀(Tunnel optimized train nose shape) ”中被回顧，該文章由J_L Peters發(fā)表在2000年11月1日至3日在在美國，波士頓舉辦的第10屆關(guān)于空氣動(dòng)力學(xué)和交通工具隧道的通風(fēng)的國際學(xué)術(shù)研討會的學(xué)報(bào)中，該學(xué)報(bào)期刊號為ISBN1-86058-255-9。這篇文章還討論按照所謂的“區(qū)域規(guī)則”發(fā)展以降低音爆效應(yīng)(sonic-boom effect)的“泰爾戈TAV”的機(jī)頭形狀的設(shè)計(jì)。泰爾戈TAV機(jī)頭的主要缺點(diǎn)在于在交通工具的前端部與擋風(fēng)玻璃之間的較大的距離。
[0005]發(fā)明概述
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的前述缺點(diǎn)通過本發(fā)明來解決。因此，鑒于上述提到的問題本發(fā)明的目的是提供軌道交通工具，特別是以大于300km/h的巡航速度行駛的高速交通工具，該軌道交通工具結(jié)合了陡的擋風(fēng)玻璃傾斜、從該交通工具的前端部至擋風(fēng)玻璃的較短距離以及機(jī)頭的較短的總體長度，而不會對空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化產(chǎn)生不利影響。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供具有中央節(jié)段和機(jī)頭的軌道交通工具，中央節(jié)段具有恒定的橫截面面積，機(jī)頭具有變化的橫截面面積，機(jī)頭包括末端節(jié)段和中間節(jié)段，末端節(jié)段包括軌道交通工具的前端部或后端部，中間節(jié)段包括設(shè)置有擋風(fēng)玻璃的傾斜壁、外側(cè)壁以及車頂，中間節(jié)段具有隨著至端部的距離而增加的橫截面面積，該交通工具還設(shè)置有至少部分地位于中間節(jié)段中的轉(zhuǎn)向架，機(jī)頭被水平參考平面分成位于水平參考平面以上的上部部分和位于水平參考平面以下的下部部分，其中:
[0008]-傾斜壁的位于傾斜壁與軌道交通工具的垂直縱向中間平面之間的交叉處的中間線具有大于35°且小于60°的斜度，優(yōu)選地小于45°，優(yōu)選地為40°的斜度；
[0009]-每個(gè)外側(cè)壁包括水平參考平面以下的下部壁部分與位于該參考平面以上的上部壁部分，其中上部壁部分相對于下部壁部分被朝內(nèi)偏移，使得該機(jī)頭的上部部分具有在橫截面中在側(cè)壁之間測量的寬度，該寬度至少在中間節(jié)段中隨著至交通工具的端部的距離而增加。
[0010]每個(gè)側(cè)壁的上部部分從縱向垂直中間平面逐漸發(fā)散。由于擋風(fēng)玻璃角遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有技術(shù)，對于給定的視野，擋風(fēng)玻璃的表面可以保持較小。擋風(fēng)玻璃的表面的這種減少對駕駛機(jī)艙中的重量與噪音的減少具有積極的影響。
[0011 ]中間節(jié)段中的側(cè)壁的上部部分可以基本上是彎曲的或平面的。在后一種情況下，機(jī)頭的上部部分具有在橫截面中在側(cè)壁之間測量的寬度，該寬度至少在中間節(jié)段中隨著至交通工具的端部的距離以恒定比率增加。上部壁部分優(yōu)選地與垂直縱向平面成恒定角度，在水平參考平面內(nèi)測量的該恒定角度大于5°，優(yōu)選地大于6°且小于10°，優(yōu)選地小于8°。機(jī)頭的上部部分具有在任意橫截面平面中在兩個(gè)側(cè)壁的上部部分之間測量的寬度，該寬度相對至端部的距離成比例地增加。這能夠增加擋風(fēng)玻璃的角度且減小在擋風(fēng)玻璃與交通工具的端部之間的距離，同時(shí)與“區(qū)域規(guī)則”和空氣動(dòng)力學(xué)性能的其它相關(guān)準(zhǔn)則基本上符入口 ο
[0012]優(yōu)選地，交通工具還設(shè)置有至少部分地位于中間節(jié)段中的駕駛機(jī)艙，駕駛機(jī)艙縱向地位于擋風(fēng)玻璃與轉(zhuǎn)向架之間，該駕駛機(jī)艙具有地板，機(jī)頭被水平參考平面垂直地分成位于水平參考平面以上且包括駕駛機(jī)艙的地板的上部部分和位于水平參考平面以下且包括轉(zhuǎn)向架的下部部分。
[0013]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)向架部分地位于機(jī)頭中。
[0014]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，水平參考平面位于轉(zhuǎn)向架以上，且下部部分具有從末端節(jié)段朝向轉(zhuǎn)向架增加的寬度，以便達(dá)到比轉(zhuǎn)向架的寬度大的最大寬度。每個(gè)側(cè)壁在下部部分與上部部分之間形成臺階。臺階優(yōu)選地是基本上水平的且位于水平參考平面中。交通工具的機(jī)頭的下部部分構(gòu)成轉(zhuǎn)向架的空氣動(dòng)力學(xué)護(hù)罩。
[0015]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，位于參考平面以上的每個(gè)側(cè)壁的上部部分至少從擋風(fēng)玻璃的末端端部延伸至轉(zhuǎn)向架的末端端部，且優(yōu)選地從末端節(jié)段至交通工具的中央節(jié)段在中間節(jié)段的整個(gè)長度延伸。因此，機(jī)頭的上部部分的寬度在最大值和最小值之間線性地變化，該最大值等于軌道交通工具的中央節(jié)段的寬度，該最小值小于中央節(jié)段的寬度的60%，優(yōu)選地小于55%，優(yōu)選地小于50%。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，每個(gè)側(cè)壁的上部部分基本上是垂直的。
[0016]機(jī)頭的車頂優(yōu)選地使得車頂?shù)奈挥谲図斉c垂直縱向中間平面之間的交叉處且從傾斜壁延伸至列車的中央節(jié)段的中間線具有在5°至10°之間的斜度，該斜度優(yōu)選地在
6。至8。之間。
[0017]軌道交通工具優(yōu)選地包括設(shè)置有駕駛員控制臺的駕駛機(jī)艙，駕駛機(jī)艙至少部分地位于中間節(jié)段中，縱向地位于擋風(fēng)玻璃與轉(zhuǎn)向架的末端端部之間且橫向地位于側(cè)壁的上部部分之間。駕駛機(jī)艙的地板優(yōu)選地位于水平參考平面以上。
[0018]由于空氣動(dòng)力學(xué)的原因，交通工具的端部優(yōu)選地位于水平參考平面以下在交通工具的機(jī)頭的下部部分中。
[0019]碰撞吸收體元件可以被容納在交通工具的機(jī)頭的下部部分中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，碰撞吸收體元件至少部分地位于擋風(fēng)玻璃以下。雖然碰撞吸收體元件比在現(xiàn)有技術(shù)中更靠近駕駛機(jī)艙，但是在水平平面以下駕駛員控制臺的前部中的空間足夠容納這些元件，而不會在碰撞的情況下不利地影響安全性能。聯(lián)接器也可以被容納在交通工具的機(jī)頭的下部部分中。
[0020]軌道交通工具可以設(shè)置有側(cè)部通道門，側(cè)部通道門為通過走廊到駕駛機(jī)艙提供通道。根據(jù)實(shí)施方案，轉(zhuǎn)向架位于端部與通道門之間。
[0021]根據(jù)一實(shí)施方案，包括擋風(fēng)玻璃的傾斜壁的中間線基本上是直線的。
[0022]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案，設(shè)置有擋風(fēng)玻璃的傾斜壁具有基本上圓柱形的或截頭圓錐形的幾何包絡(luò)。這些形狀由于向擋風(fēng)玻璃提供剛性而被選擇。
[0023]優(yōu)選的，車頂節(jié)段的中間線基本上是直線的。
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