Аэродинамический тормоз высокоскоростного подвижного состава

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к аэродинамическим тормозным системам высокоскоростных подвижных составов. Аэродинамический тормоз содержит аэродинамический обтекатель, установленный на лобовой части кузова на оси с возможностью углового поворота относительно встречного воздушного потока посредством силовых элементов. В обшивке нижней части лобовой части кузова под аэродинамическим обтекателем выполнено отверстие, соединяющееся трубопроводом с входом воздушной турбины, расположенной на одном валу через редуктор с электрическим генератором. Достигается возможность использования энергии встречного воздушного потока для получения электрической энергии. 1 ил.

 

Изобретение относится к наземному транспортному средству, более конкретно - к тормозным системам высокоскоростных подвижных составов, в частности к аэродинамическому тормозу наземного железнодорожного транспорта.

Известен аэродинамический тормоз (DE 2851973, B60T 1/16, 1980 г.), который при торможении взаимодействует с неподвижной окружающей средой, т.е. воздухом. Указанный аэродинамический тормоз представляет собой установленный над крышей кабины транспортного средства поворотный управляемый обтекатель на поперечной оси между опорными стенками, установленными на боковых стойках, жестко связанных с рамой транспортного средства, и управляемый поворотным силовым элементом. При движении транспортного средства управляемый обтекатель расположен под углом (~45°) к направлению набегающего воздушного потока и служит в качестве обтекателя для транспортного средства. При торможении транспортного средства управляемый обтекатель поворачивается по часовой стрелке примерно на 75° силовым элементом на поперечной оси так, что передний, нижний, край обтекателя поднимается выше горизонтального уровня крыши транспортного средства навстречу потоку набегающего воздуха и создает аэродинамические тормозные усилия.

Недостатком данного аэродинамического тормоза является узкий диапазон функциональных возможностей, т.к. он способен осуществлять только торможение транспортного средства.

Известен аэродинамический тормоз высокоскоростного подвижного состава (RU 2138413, B60T 1/16, 27.09.1999), выбранный в качестве прототипа, содержащий аэродинамический обтекатель, установленный на кузове на поперечной оси с возможностью углового поворота относительно встречного воздушного потока посредством силовых элементов. Аэродинамический обтекатель выполнен клинообразной коробчатой формы, повторяющей форму передней части кузова с П-образным поперечным сечением для охвата лобовой и боковых частей кузова, а поперечная ось поворота обтекателя установлена в угловой зоне обтекателя и на нижней части рамы кузова, силовые элементы соединены шарнирно одним концом с рамой кузова, а другим - с боковыми стенками аэродинамического обтекателя, причем аэродинамический обтекатель снабжен в своей верхней лобовой части смотровыми застекленными окнами для обзора дороги.

Возможность осуществлять только торможение высокоскоростного наземного подвижного состава характеризует его недостаточно широкий диапазон функциональных возможностей.

Перед авторами стояла задача расширения диапазона функциональных возможностей аэродинамического тормоза высокоскоростного наземного подвижного состава посредством придания ему дополнительной функции - генерирования электрической энергии.

Технический результат достигается тем, что в аэродинамическом тормозе высокоскоростного наземного подвижного состава, содержащем аэродинамический обтекатель, повторяющий форму лобового участка кузова и установленный на лобовой части кузова на оси с возможностью углового поворота относительно встречного воздушного потока посредством силовых элементов, в обшивке нижней части лобовой части кузова под аэродинамическим обтекателем выполнено отверстие, соединяющееся трубопроводом с входом воздушной турбины, расположенной на одном валу через редуктор с электрическим генератором.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где в нижней части лобовой части кузова 1 расположены аэродинамический обтекатель 2, повторяющий форму участка лобовой части кузова 1. Аэродинамический обтекатель 2 может поворачиваться относительно своей оси 3 с помощью силовых элементов (на чертеже не показаны). Аэродинамический обтекатель 2 прикрывает отверстие 4, выполненное в обшивке лобовой части кузова 1. К отверстию 4 прикреплен одним своим концом трубопровод 5, другим своим концом соединенный с входом 6 турбины 7, например турбодетандер, турбина Уэльса или турбина с постоянным направлением воздушного потока и асимметричной аэродинамической поверхностью. Турбина 7 находится на одном валу 8 через редуктор 9 с электрическим генератором 10, например, марки Whisper (США), BWC (Бельгия) или WT600 (США).

Устройство работает следующим образом. При необходимости торможения на силовые элементы подается сигнал и в результате последние поворачивают аэродинамический обтекатель 2 относительно оси 3, за счет этого поворота лобовое сопротивление кузова 1 увеличивается, что ведет к началу процесса торможения. Одновременно с этим отверстие 4 открывается, и часть встречного воздушного потока поступает через отверстие 4 в трубопровод 5, а затем через вход 6 в турбину 7. Ротор турбины 7 начинает вращаться и через редуктор 9 и вал 8 передает механический момент на электрический генератор 10, который начинает вырабатывать электрическую энергию. Данная электрическая энергия может идти непосредственно к бортовым потребителям либо в электрический накопитель, например на заряд аккумуляторной батареи или на конденсаторную батарею.

Как можно видеть, использование энергии встречного воздушного потока для получения электрической энергии расширяет диапазон функциональных возможностей аэродинамического тормоза высокоскоростного наземного подвижного состава.

Аэродинамический тормоз высокоскоростного наземного подвижного состава, содержащий аэродинамический обтекатель, повторяющий форму лобового участка кузова и установленный на лобовой части кузова на оси с возможностью углового поворота относительно встречного воздушного потока посредством силовых элементов, отличающийся тем, что в обшивке нижней части лобовой части кузова под аэродинамическим обтекателем выполнено отверстие, соединяющееся трубопроводом с входом воздушной турбины, расположенной на одном валу через редуктор с электрическим генератором.