[发明专利]超高速真空管道飞行器系统

说明书

技术领域

本发明涉及交通运输技术领域，具体涉及一种在真空管道内高速运行的飞行器系统。

背景技术

目前，我国一线城市之间距离多在1000-2000公里，省会/二线城市之间多在300-3000公里，但是1小时内,高铁运行不到350公里，民航客机不到900公里，远途旅行时间长，只能通过“商务座”、“头等舱”形式加大乘坐空间等手段来提高远途旅行舒适性，但必须以高票价为代价，使得高舒适远途旅行成为普通人的“奢侈品”，因此，未来远途交通工具需要具备超高速度运行大幅缩短旅行时间来跨越提升舒适性的能力。

2015年，我国流动人口规模达已经2.47亿人，占总人口的18％，相当于每六个人中有一个是流动人口。未来人们远途工作出差、探亲访友和旅游的频次将不断续增多，远程交通工具与人们工作生活的联系将更为紧密。人们在远途出差和旅行时，总是希望能够依据个人的工作和生活具体时间安排，更为自由地选择出发/到达时间，并且所乘交通工具的换乘方式和流程简单，在旅途中滞留时间更短。然而，目前人们长途旅行受到火车和飞机的影响还很大，自由、便捷性还不够。因此，未来远途交通工具需要具备换乘简单、发车频次高、快速到达等能力以实现自由便捷性的大幅提高。

交通产业作为重大基础设施，是带动国家经济和就业等持续增长的重要领域，需要不断探索能够形成市场占有率优势的新交通工具，促进国家发展。按照开锐客运市场占有率模型，旅行时间是赢得客运市场占有率的首要因素。1804年，英国人德里维克制造出世界上第一台蒸气机车，此后经过近200年发展，火车成功占据了陆上长途运输市场的主要份额。1919年，英国制造了DH-16单发动机4座专用客机，之后近100年，民用航空以高速飞行缩短旅途时间的绝对优势，成功抢占了火车占有的部分长途运输市场份额。为应对竞争，铁路领域聚焦速度，大力发展高速铁路，如我国到2015年就建成1.8万公里高铁，以高特为主骨干的快速铁路网络总规模达到4万公里，成功稳住了市场占有率。火车和飞机进入细化市场，以及综合比拼旅行时间、票价、安全性、服务的阶段，交通体系整体得到良性发展。因此，未来远途交通工具需要在综合旅行时间、票价、安全性、服务等的能力方面出现大幅提升，具备激烈竞争条件下抢占远途运输市场份额的能力，从而有效推动交通产业整体持续发展。

目前，远程快速交通工具主要是高速铁路、喷气式客机。其中，高速铁路运行速度约250～400公里/小时，喷气式客机运行速度约600～900公里/小时。

喷气式客机的主要优势是速度快和受地理影响小，客机从空中点对点飞行，基本不受地表形貌限制，可以跨海或到达偏远/山地/岛屿/冰原等特殊地区。但是，喷气式客机未来综合性能大幅提升的空间小，主要体现在：

旅行时间持续缩短难度大。主要有两个方面原因，一是空中飞行速度大幅提升代价高。自1903年莱特兄弟制造首架飞机以来，民航领域一直在努力提高飞行速度，1968～1969年，欧洲和苏联分别试飞“协和”号和图144超声速客机。但是，大型客机在稠密大气层飞行，速度提升到超声速以上，将出现严重的噪声、音爆、高油耗和大气污染等问题。例如，“协和”号飞行速度最大马赫数2，起降噪音接近120分贝，远超过人正常生活可承受的最大75～90分贝，油耗达到20.5吨/小时，因此，在小规模商业运营27年后，于2003年黯然退役，目前商业运营的大型客机基本都是亚声速飞行。二是额外旅途时间难以缩短。由于飞机起降空间限制和噪声影响等，机场通常必须远离人口密集的市区，导致人们从住地到机场通常需要耗费较长时间，进入机场后还需要经过复杂的安检、检票、候机流程。飞机在空中飞机的速度优势，在一定距离内，被登机前和到站后所消耗的时间抵消，而这些在地面消耗的时间还没有有效的解决方案。以国内大型城市为例，从出发地市区到机场、进入机场到起飞、降落后到达目的地市区，通常平均分别需要约1个小时，总额外时间约3个小时。从北京到济南、上海、广州的直线距离分别大约360、1000和2000公里，虽然目前客机在空中飞行时间最快分别可以达到1小时10分钟、2小时10分钟、3小时20分钟，但是总旅行时间实际上分别需要4、5和6.5个小时甚至更长。