摘要:本文是在理想状态下,通过对动车组、EMS型磁悬浮列车、民航客机及真空飞行巴士等四种交通工具所受的运行阻力做计算并分析,从而比较出各种交通工具的运行优缺点,从而证明了真空飞行巴士的技术优越性。
关键词:运行阻力 基本阻力 空气阻力 电磁阻力 EMS型磁悬浮列车 真空飞行巴士
1 引言
随着科技的发展,人们的出行方式有了多样化的选择,尤其是在高速交通领域,高速动车组、EMS型磁悬浮列车、民航客机等交通工具极大的方便了旅客的出行,提高了人们的出行效率,节约了出行时间。
而随着“超级高铁”概念的推广,真空管道运输系统也开始在各国科技界掀起了狂澜。作为一家新兴的中国本土企业,北京九州动脉隧道技术有限公司也走在世界的前列,率先开发出了“真空飞行巴士”这种堪称第五代交通工具的真空管道运输车辆。
我们知道,受制于运行阻力的影响,每一种交通工具都在各自的运行环境内有一个经济运行速度,当以超过该经济速度运行,被认为是不经济的。因此,我们可以说,运行阻力的大小,将直接影响到该种交通工具对动力的要求,并影响到系统的运行经济性。下面,我们将对动车组、EMS型磁悬浮列车、民航客机及真空飞行巴士等几种交通工具的运行阻力进行计算。
对于动车组,我们只计算理想状态下动车组在明线运行时的运行阻力和隧道内运行时的运行阻力,而不考虑横风的影响。
对于EMS型磁悬浮列车,我们则只计算其在明线平直轨道上运行时所受的运行阻力,同样不考虑横风的影响。
对于民航客机,我们则只计算其在平流层巡航时所受的运行阻力,而不考虑各个方向上气流的影响。
对于真空飞行巴士,由于其不受外界环境的影响,因此,磁阻力就成为了其运行阻力的主要构成,所以其在运行时所受的磁阻力是我们的计算重点。
2 动车组运行阻力分析
2.1 明线运行动车组阻力分析
2.1.1 动车组在平直线路上以各种速度运行所受的基本阻力
我们知道,列车的基本阻力计算公式(Davis公式)为:
R=A+BV+CV2 (1)
式中V为列车的行驶速度,A、B、C为由实际列车走行试验确定的系数。
通常认为A+BV为机械阻力,CV2为空气阻力。
我们可以看出,机械阻力与列车速度一次方成正比,空气阻力与列车速度的平方成正比。因此,随着运行速度的提高,空气阻力在总阻力中的比重逐渐增高。
作者:张志宇 刘甲朋