水軌列車

水軌列車創新點是將火車與船的特點結合其來，提供車體運行的水道和軌道. 車體在充有水的特製管道(管道對滲水有嚴格要求)中運行，外形設計近似火車，有車頭和車身，車頭牽動車體，列車動力來自車頭的噴水推進器。在不同的水平高度鋪設水平管道，而兩個不同水平高度的管道間有凸起的過渡管道，以此實現水軌列車上下坡的問題。車體上部有導向輪，管道內上部有一線的上導軌，導向輪與上導軌接觸，下面近似火車的兩線軌道，以此實現水軌列車在管道中平穩行駛。

基本介紹

• 中文名：水軌列車
• 來源：第十二屆全國“挑戰杯”省賽作品
• 小類：機械與控制
• 大類：科技發明製作A類
• 作用：緩解我國煤炭運輸運力緊張的狀況
• 製作原因：鐵路運力緊張
• 好處：施工容易且投資費用低

背景

項目名稱：水軌列車
來源：第十二屆全國大學生課外學術科技作品競賽“挑戰杯”省賽作品
小類：機械與控制
大類：科技發明製作A類

水軌列車

水軌列車

概述

我國煤炭運輸已經占到鐵路運力的40%以上，面對日益增加的煤炭產量和需求，鐵路運力緊張，開擴更多的鐵路又有諸多不可行的因數。需要尋找其他運輸方式，雖然水運是成本最低的，但由於北方缺少便於航運的大江大河，所以對於主要分布在西部北部的煤炭，水運是行不通的。水軌列車是設計是一種成本低、不受江河分布限制的煤炭運輸工具，可以緩解我國煤炭運輸運力緊張的狀況。

詳細介紹

本項目水軌列車，包括車體、管道和導軌，管道埋在地表下，導軌在管道內沿管道鋪設，車體的車輪與導軌接觸，管道內下部有水，車體下部浸在水中，車體的車頭前部安裝有噴水推進器。車體上部有導向輪，管道內上部有上導軌，導向輪與上導軌接觸。因為車體的下部浸在水中，車體受向上浮力的作用，車體容易脫離其下方，當車體上部導向輪與上導軌接觸時，車體即使有向上脫離導軌的趨勢，上導向輪只能沿上導軌運動，車體不會脫離導軌。車體的車頭與車體的車廂、車體的車廂與車廂間有導流罩。車體包括車頭和車廂，車頭與車廂、車廂與車廂之間用掛鈎連線，車頭與車廂、車廂與車廂間的導流罩可以減小水對車廂的阻力。在兩個不同水平高度的管道間有凸起的過渡管道。如果管道鋪設很長，管道的起點和終點不可能在同一水平高度上；另外，在鋪設管道的時，也可能根據地形條件把管道鋪設在不同的水平高度，但是，如果管道鋪設成為一端高一端低，則不同位置管道內的水深則不同，車體在行駛時阻力不一樣，影響車體的行駛，甚至會出現一端水深很淺，而另一端水太深把整個管道全部灌滿，車體根本無法行駛。在不同的水平高度鋪設水平管道，而兩個不同水平高度的管道間有凸起的過渡管道，凸起的過渡管道可以阻止水平高度高的管道里的水流向水平高度低的管道。所以水軌列車建設可以不受地形條件的限制。車頭包括車架、內燃機、傳動裝置、車輪、導向輪、噴水推進器和導流錐體，內燃機、傳動裝置和噴水推進器安裝在車架上，傳動裝置與內燃機和噴水推進器相連線，導流錐體在噴水推進器前方，車架下方安裝有車輪，車架上方安裝有導向輪，內燃機上部還有進氣過濾器。工作時，內燃機轉動帶動傳動裝置運動，傳動裝置運動帶動噴水推進器的旋葉轉動，旋葉轉動向後吸水而產生向前的動力，使車頭帶動車廂沿導軌及上導軌運動。水流通過噴水推進器加速後由車頭底部的排水管排除，因為車體的下部浸在水中，車體受有向上的浮力，基本處於懸浮狀態，車體前進的阻力主要是水的阻力，而水的阻力在低速時很小，所以在低速運行的情況下營運成本低。噴水推進器包括旋葉、支架、轉軸、中間支撐，轉軸穿過支架和中間支撐，轉軸與支架、中間支撐滑動連線，旋葉在轉軸端部。在噴水推進器下部設有水流排出的排水管。車廂包括廂體、車輪和導向輪，車輪安裝在廂體下方，導向輪安裝在廂體下方。管道包括水泥管、水平排水管和豎向排水管，水平排水管在水泥管下方，豎向排水管在管道的側面，水平排水管與管道及豎向排水管連通。當管道中的水過多，可通過豎向排水管向外排水；由於管道的微滲水作用，長期儲水的管道水位會有微小的下降，在下雨時，少量雨水可以飄進通風管，以對管道的水量進行微補充，當管道內的水過少時，可通過豎向排水管向管道內注水，從而保證管道內的水位基本不變。在管道內下部安裝有導軌，在管道內上部安裝有上導軌，在管道上部還安裝有通氣管，用來保持與管道外空氣流通。為了方便上下貨物，在管道沿線設有上下貨物的站點，站點處管道相對凸起，這樣，車體浸在水裡的深度就淺，車體所受的浮力就小，車體的大部分重量都落導軌上，車體進入站點後，車體停在站點的軌道上，以方便上貨和卸貨。因為車體的下部浸在水中，車體受向上的浮力，而水軌列車的運行速度比較低，所以車體對導軌的衝擊力小，對導軌及其地基（受力面積大）要求不像鐵路那樣嚴格，施工容易且投資費用低。