具有空气动力学优化的车头的车辆 |
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| 申请号 | CN201480063995.4 | 申请日 | 2014-09-24 | 公开(公告)号 | CN105764767B | 公开(公告)日 | 2019-08-02 |
| 申请人 | 庞巴迪运输有限公司; | 发明人 | 安德列亚斯·蒂策; 亚历山大·奥雷利亚诺; 马丁·朔贝尔; 乌穆特·根卡斯兰; 杰罗·加斯克; 斯特凡·施泰伦; 马尔科·卡斯帕里; 迈克尔·布罗根; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种车辆，特别地是一种轨道车辆，特别地是一种用于在相应的行进方向中以标称行进速度双向运行的轨道车辆，标称行进速度高于160km/h、特别地高于200km/h，所述车辆包括至少一个车辆模 块 ，车辆模块具有车体，车体被 支撑 在被构造成在限定轨道 水 平的轨道上行驶的行驶装置，车辆模块限定纵向方向、横向方向和高度方向。车体具有 外壳 ，外壳限定大致棱柱形的本体部、以及位于本体部的一端处的非棱柱形的头部，车辆模块在本体部与头部之间的过渡部处在高度方向上具有位于轨道水平之上的最大车辆高度尺寸。车体在头部中具有流分离部，流分离部包括流分离装置、特别地包括流分离边缘；在车体的横向中心区域中、并且至少在启用状态中，流分离装置、特别地流分离边缘在车辆高度方向上被 定位 在流分离高度处。当车辆模块以所述行进速度行驶、且头部形成车辆模块的尾端时，流分离装置提供气流从车体的外壳的持久分离。至少在启用状态中，流分离装置限定外壳的大致凹入形的流分离部，流分离高度的范围高达车辆高度尺寸的50％到65％，优选地为从车辆高度尺寸的25％到50％，更优选地为从车辆高度尺寸的30％到46％，甚至更优选地为从车辆高度尺寸的33％到39％。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于在相应的行进方向中以标称行进速度双向运行的车辆，所述车辆包括： |
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| 说明书全文 | 具有空气动力学优化的车头的车辆技术领域[0001] 本发明涉及一种用于在相应的行进方向中以标称行进速度双向运行的车辆，所述车辆特别地是一种轨道车辆，所述标称行进速度特别地高于160km/h至200km/h，所述车辆包括至少一个车辆模块，其中车体(wagon body，车厢)被支撑在行驶装置(running gear)上，行驶装置被构造成在限定轨道水平的轨道上行驶。车辆模块限定纵向方向、横向方向和高度方向。车体具有外壳，外壳限定大致棱柱形本体部、以及位于其端部中的一个端部处的非棱柱形头部。在本体部与头部之间的过渡部处，车辆模块在高度方向上具有位于轨道水平之上的最大车辆高度尺寸。在头部中，车体具有流分离部，该流分离部包括流分离装置(特别是流分离边缘)，在车体的横向中心区域中并且至少在启用状态中，所述流分离装置在车辆高度方向上位于流分离高度处。当车辆模块以行进速度行驶、且所述头部形成车辆模块的尾端时，流分离装置从车体的外壳提供气流的持久分离。本发明进一步涉及一种用于运行这种车辆的方法。 背景技术[0002] 就最小化流阻或车辆的阻力而言，在双方向上以相对较高的速度行进(在正常运行状态之下行进)的车辆(特别是轨道车辆)的车体通常是空气动力学优化的。为此，通常，位于车辆两端处的头部(通常为基本上相同的外部形状)具有平滑地且连续地弯曲的外壳，从而在正常运行状态下产生尽可能少的阻力。该平滑地弯曲的设计主要由于这样的事实，即，当头部位于车辆的前端处时，头部将产生尽可能少的阻力。 [0003] 但是，当用于前端运行的这种空气动力学优化的头部被定位在车辆的尾端处时，出现多个空气动力学问题(特别是这样的轨道车辆，即，所述轨道车辆在垂直于它们的纵向方向的平面中具有相对较大的车体横截面)。 [0004] 这些问题中的一个在于这样的事实：周期性地交替的流分离形态(pattern，模式，型态)(类似于所谓的卡门涡街)可在车辆的尾端的两侧处发展，导致车辆的相当大的振动激励，并且因此导致行驶不稳定性问题。为了避免这些行驶不稳定性问题，已经在DE 199 12 144 C1和JP 01074160 A(它们的全部公开内容通过引证结合于此)中建议在头部的区域中提供能选择性地启用的流分离装置。在车辆的高度方向上，该流分离装置至少在外壳的相应侧表面的大部分上以及在外壳的顶部上延伸，以便对头部中的流分离特性具有较大影响。 [0005] 当被定位在车辆的前端处时，该流分离装置处于收缩状态，并且因此在空气动力学方面是无效的，以便避免车辆的前端头部的阻力的任何增加。但是，当被定位在车辆的尾端处时，该流分离装置处于伸出状态以提供明显的流分离边缘，并且因此在空气动力学方面是有效的，以便提供改进的流分离特性，避免上述的振动激励。 [0006] 虽然该流分离装置就所关心的减少振动激励方面提供了改进，但是其具有缺点：一方面，它是相当大的部件，要求相当大量的构建劳动来保证正确运行。另一方面，通过这种解决方案可能无法避免将在下文描述的进一步的空气动力学问题。 [0007] 这些进一步的空气动力学问题中的一个在于这样的事实：以高速行驶的大型车辆(诸如轨道车辆)通常引发相当大的气压波动，并且因此在车辆的紧邻区域中产生气流(下文也称为“滑流”)。这些气压波动和滑流最终对存在于由车辆所使用的轨道周围的物体或人(例如正在列车站站台上等待的乘客、轨道旁的工人、基础设施部件等等)产生突加荷载(下文也称为“空气动力学轨道旁载荷”)。根据车辆的速度和空气动力特性、以及根据人或物体相对于轨道的位置，引发空气动力学轨道旁载荷的这些滑流可具有显著的强度，潜在地导致(立即地或随时间推移地导致)在轨道旁结构的损坏或人的不稳定(最终可能是危险的)。 [0008] 因为在轨道附近的人或物体上引发空气动力学轨道旁载荷的这种滑流造成安全性相关的问题，通常，对它们的限制是由交通基本设施的运行者、政府的、国家的或多国家的机构等设定的相应安全规章的目的。例如，在欧洲，已经设定所谓的“Technical Specification of Interoperability(互运行性的技术规范)”(TSI)以用于铁路交通领域，其中，TSI限定了在被限定的轨道旁位置(即，相对于由正在经过的轨道车辆所使用的轨道所限定的相对位置)处待被经受的流速或载荷的最大限值。例如，该TSI对这样的轨道旁的点限定了最大限值，即，所述轨道旁的点定位成横向地距离轨道中心3m、并且在轨道水平之上0.2m(轨道旁工人情景)或在轨道水平之上1.2m至1.44m(站台上的人情景)。 [0009] 轨道车辆的通过可被分成多个阶段：相遇阶段、经过阶段和尾流阶段(wake phase)。车辆位置(其相对于给定的轨道旁位置)、以及因此发生最强轨道旁空气动力学载荷的时间点很大程度地取决于正在经过的车辆的类型。货车列车通常在列车的横向边界区域中呈现出最大的空气动力学轨道旁载荷，而平稳的乘客列车通常在尾部通过之后在尾流区域中呈现出这些最大的空气动力学轨道旁载荷。虽然滑流中的流强度很大程度地取决于一系列的不同的边界条件(诸如列车速度或侧风)，但是，最重要的车辆设计相关的因素中的一个是其尾部的形状，该形状限定了在尾流中发展的流形态。 [0010] 许多现代中速和高速轨道车辆设计(类似于在DE 199 12 144 C1和JP 01074160 A中所公开的那些设计)呈现出一滑流特性，其中，两个显著的横向地相邻的纵向尾涡流(wake vortices)在车辆的尾端处发展。这些尾涡流具有相反的旋转方向，从而使得所述纵向尾涡流中的每一个均呈现这样的流形态，即，在轨道的中心竖直平面中，所述流形态具有向下竖直地定向(即朝向轨道)的强流速分量，并且下降到轨道水平处，所述流形态具有横向地向外定向的强流速分量。根据车速，这些明显的尾涡流导致相当大的流速，并且因此，导致对处于轨道旁位置中的人或物体的难以接受的大空气动力学轨道旁载荷。此外，这些明显的尾涡流产生相当大的阻力，并且因此，也在这个方面产生了车辆的不利的空气动力学特性。 [0011] 虽然DE 199 12 144 C1和JP 01074160 A中所公开的主动流分离装置最终可帮助减少这些纵向尾涡流的程度，但是它们呈现出这样的缺点：一方面，由于它们的主动设计，它们是相对复杂的设计，增加了车辆的总体费用。另一方面，如果被设计为被动的、永久性地空气动力学有效的部件，这些相对较大的流分离装置当被定位在车辆的前端处时引发相当大的阻力。换句话说，这种被动变型部件将导致这样的前端流形态，即，对于旨在双向运行的车辆来说，所述前端流形态在经济上不利。 [0012] 为了克服上述缺点，EP 2 246 233 A1(其全部公开内容通过引证结合于此)公开了一种通用轨道车辆，其中，在车辆头部的位于车辆前窗上方的顶部区域中提供了形成明显的流分离边缘的流分离阶梯部。当被定位于车辆的尾端处时，这种流分离阶梯部(特别是在双层车辆的情况下)提供从车辆外壳的持久的气流分离，并且至少一定程度地减少了明显纵向尾涡流的形成，同时在尾端部的外壳上产生静态压力分布的修正，导致减少的阻力以及减少的空气动力学轨道旁载荷。 [0013] 具有流分离阶梯部的这种解决方案可提供有益作用，特别是在具有相对短的头部的相对高的双层车辆(即，在这种车辆的情况下：所述车辆的头长HL与头高HH的比通常远低于1，即，HL/HH<1)中可提供有益作用。在任何情况下，在具有相对细狭的、较长的车辆头部(头长HL与头高HH的比HL/HH≥1)的车辆中，因为它们通常被用在高速应用中，所以仍然存在减少气动阻力的持续需求，以便减少车辆的运行成本。 发明内容[0014] 因而，本发明的目的是至少减少以上所描述的缺点，特别地，有利地影响在用于以高行进速度双向运行的车辆的头部处发展(developing)的流形态，提供较低的车辆总阻力。 [0015] 通过根据本发明的车辆的特征而实现该目的。 [0016] 本发明是基于这样的技术教导的，即，如果流分离装置设置车辆的头部的更低的但是仍然面向上的部分中，则在用于以较高速度(高于160km/h到200km/h)双向运行的车辆的总阻力方面的减小可以通过简单的、经济高效的方式获得。该流分离装置被定位在车辆的下半部中，并且因而仅被定位(在车辆高度方向上)在车辆的某个部段(fraction，小部分)上，所述部段被限于车辆高度尺寸的下50％到65％的仍然面向上的部分。 [0017] 为了获得流从外壳的期望的轮廓明确的且持久的分离，该流分离装置必须产生这样的情形，即，其中，在足够地轮廓分明的分离位置处，头部的外壳的路线(course)的改变是足够快速的、锐利的和明显的，从而流不会再沿循外壳的路线的该改变、并且从外壳以明确的方式脱离。为此，至少在启用状态中，流分离装置限定外壳的大致凹入形的流分离部。外壳的这种大致凹入部以简单且有效的方式允许将合适的方向施加到流上，并且允许在靠近头部的自由端的区域中产生外壳(典型地为大致凸出形)的路线中的这种足够快速且显著的改变。 [0018] 更具体地说，已经认识到的是：特别地在具有相对地细狭的、较长的车辆头部(HL/HH≥1)的车辆的情况下，因为它们典型地在高速应用中使用，所以这种流分离装置(当被定位在车辆的尾端处时)仍提供气流的上部(该上部分沿车辆的顶部区域流动)从车辆的外壳的持久且明确的分离，而无论它的相当低的位置如何，所述相当低的位置一方面至少减少了或甚至避免了明显的纵向尾涡流的形成、并且产生对尾端部的外壳上的静态压力分布的修正，导致减少了阻力、并且减少了空气动力学轨道旁载荷。 [0019] 更准确地，人们已经认识到：在车辆的尾端的该较低部分(流分离装置的尾部)中的持久的流分离在经过外壳的上部部分或顶部部分的气流中产生了静态压力的增加，这相对于经过外壳的下部侧向部分的气流的部分减少了静态压力分布的差异(下文中也被称为静态压力分布差异)。 [0020] 静态压力分布中的该修正伴随有流分离形态在车辆的尾端处发展，该流分离形态完全不同于由传统头部设计所产生的明显的纵向尾涡流。该流分离形态的特征在于，随车辆一起被拖行的相对稳定的“尾流气泡(wake bubble)”并且在尾流气泡内呈现出相当平静的微小湍流。在尾流气泡的(在垂直于车辆的纵向方向的平面中的)横截面的连续缩小之下，尾流气泡的外表面基本上“接续”车辆的外壳，从而实现了气流的经过车辆表面的不同部分(诸如顶部部分和侧向部分)的部分的平滑的“重新统一”。将理解的是，相比于传统车辆头部设计的纵向尾涡流，该尾流气泡流形态激起相当小的阻力以及相当小的空气动力学轨道旁载荷。 [0021] 在该情境中将理解的是，产生这种明显的纵向尾涡流的倾向取决于车辆的头部的所谓的尾锥部(boat tailing)的角度。在此，表述“尾锥部”表示这样的设计，即，该设计具有外表面的侧向部分朝向车辆尾端的明显向内的曲率。因此，所选择的尾锥部的角度越大，则流分离装置的延伸部、或者气流中的正在经过流分离装置的部分可分别越小。 [0022] 此外，与在顶部区域(即车辆高度尺寸的上30％)中具有流分离阶梯部的已知设计相比较，这种设计具有的很大优点是，气流的上部部分(该上部部分沿车辆的顶部区域流动)保持仍然在头部的至少上40％至50％之上附于外壳，从而它在车辆高度的这些至少上40％至50％之上经历连续的减速。气流中的仍然附于外壳的上部部分的该连续减速导致了流中的静态压力的连续上升，导致了纵向合力在行进方向上作用于外壳上。该效果经常被称为压力恢复效果，并且以有利的方式减少了车辆的总气动阻力。与在顶部区域中具有早先限定的流分离部的车辆(其中，该压力恢复效果由于从外壳的早先分离而可仅发展到更小的程度)相比较，这特别地适用。 [0023] 此外，流分离装置可具有相对地较小的尺寸。因此，当流分离装置被定位于车辆的前端处时，(如果发生此事的话)流分离装置仅使列车的阻力中产生相对地适度的上升。前端处的阻力的这种上升被由定位于列车的尾端处的流分离装置(该流分离装置最终被相同地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因此，总的来说，可实现车辆的总阻力的显著减小。该情形也允许将流分离装置设计为被动的、永久性地空气动力学有效的装置，其相当大地减少复杂性，并且因此减少这种解决方案的成本。 [0024] 但是，将理解的是，通过本发明的某些实施方式，可选择主动式解决方案，其中流分离装置仅在启用状态中是空气动力学地有效的。这允许：当流分离装置被启用并且被位于车辆的尾端、而被定位在车辆的前端处的流分离装置被停用时，充分地利用在气动阻力方面减少的优点。 [0025] 因而，根据本发明的一个方面，提供了一种用于在相应的行进方向中以标称行进速度双向运行的车辆，该车辆特别地是一种轨道车辆，标称行进速度高于160km/h、特别地高于200km/h，所述车辆包括至少一个车辆模块，车辆模块具有车体，车体被支撑在被构造成在限定轨道水平的轨道上行驶的行驶装置；车辆模块限定纵向方向、横向方向和高度方向。车体具有外壳，外壳限定大致棱柱形的本体部、以及位于大致棱柱形的本体部的端部中的一个处的非棱柱形的头部，车辆模块在本体部与头部之间的过渡部处在高度方向上具有位于轨道水平之上的最大车辆高度尺寸。车体在头部中具有流分离部，流分离部包括流分离装置、特别地包括流分离边缘，在车体的横向中心区域中、并且至少在启用状态中，流分离装置、特别地流分离边缘在车辆高度方向上被定位在流分离高度处。当车辆模块以行进速度行驶、且头部形成车辆模块的尾端时，流分离装置提供气流从车体的外壳的持久分离。至少在启用状态中，流分离装置限定外壳的大致凹入形的流分离部，流分离高度的范围高达车辆高度尺寸的50％到65％，优选地为从车辆高度尺寸的25％到50％，更优选地为从车辆高度尺寸的30％到46％，甚至更优选地为从车辆高度尺寸的33％到39％。 [0026] 将理解的是，流分离高度通常根据头部的总体形状和/或尺寸、以及流分离装置的具体设计来选择。在本发明的优选实施方式中，流分离高度的范围为高达2500mm，优选地为从900mm到1850mm，更优选地为从1150mm到1650mm，甚至更优选地为从1275mm到1750mm。 [0027] 在本发明的优选实施方式中，流分离装置被设计为永久地有效的被动装置。在这些情况下，流分离高度的范围优选地为从1100mm到1700mm，优选地为从1200mm到1500mm，更优选地为从1300mm到1400mm等。 [0028] 在本发明的其它实施方式中，流分离装置可被设计为能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置。在这些情况下，流分离高度的范围优选地为从900mm到2500mm，优选地为从1300mm到1900mm，更优选地为从1600mm到1750mm。 [0029] 将理解的是，流分离装置在高度方向和纵向方向中的位置取决于头部的实际几何尺寸、特别地取决于鼻部(nose section)的外壳的曲率和倾斜度。优选地，流分离装置被定位得相对地低、并且/或者被定位得相对地靠近头部的自由端，以便保持气流的顶部部分附于外壳、直到最佳点，以便最大化地利用压力恢复效果的优点。在这种情境下，应该注意的是，这不一定意味着气流必须尽可能长地被保持附于外壳，原因在于，在一些点处(由于车辆鼻部的逐渐地变细的形状)，流从外壳随机地脱离的趋势明显地增加，从而流分离装置在防止尾涡流方面失去它的效率。因此，通过本发明，已建立最佳的区域来用于流分离装置在高度方向和纵向方向两者上的定位。 [0030] 典型地，在垂直于横向方向的中心纵向平面中，流分离装置、特别地流分离边缘具有在纵向方向上距头部的自由端的鼻距离，并且头部具有在纵向方向上的最大长度。 [0031] 在本发明的某些优选实施方式中，鼻距离的范围为从0mm到600mm，优选地为从30mm到350mm，更优选地为从50mm到200mm。在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，拐点距离的范围优选地为从0mm到400mm，优选地为从75mm到250mm，更优选地为从90mm到200mm。在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，拐点距离的范围优选地为从0mm到600mm，优选地为从20mm到350mm，更优选地为从40mm到 200mm。 [0032] 附加地或者可替代地，根据车辆的具体设计，鼻距离的范围优选地为从最大长度的0％到11％，优选地为从0％到6％，更优选地为从1.0％到3.5％。更具体地，在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，鼻距离的范围优选地为从最大长度的0％到7％，优选地为从1％到4.5％，更优选地为从1.5％到3.5％。在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，鼻距离的范围优选地为从最大长度的0％到12％，优选地为从0％到6％，更优选地为从0.5％到3.5％。 [0033] 将理解的是，流分离装置可具有如已在上面描述地适于在前端和尾端处对流形态实现期望的有利影响的任何设计。特别地，流分离装置可以是平面的或者是任意地弯曲的部件，提供期望的流形态、特别是如上所述的尾流气泡流形态。 [0034] 通常，特别地在具有细狭的、纵长的头部(HL/HH≥1)的高速轨道车辆中，在垂直于所述横向方向的中心纵向平面中，外壳的被定位于流分离装置的背离头部的自由端的一侧上的先行部分向流分离装置的先行部中的气流施加流方向，该流方向相对于纵向方向倾斜(朝向轨道向下)20°到60°，优选地倾斜30°到50°，更优选地倾斜35°到45°。此外，优选地，至少在启用状态中，流分离装置包括第一斜坡部(ramp section)，该第一斜坡部邻近于流分离边缘被定位在流分离边缘的背离头部的自由端的一侧上。 [0035] 在本发明的某些优选实施方式中，在垂直于横向方向的中心纵向平面中，第一斜坡部在外壳处具有切线起点，该切线起点被定位在离流分离边缘的距离为150mm处。第一斜坡部在切线起点处限定第一切线方向，第一切线方向相切于流分离边缘、并指向头部的自由端。第一切线方向优选地相对于纵向方向倾斜第一倾斜角，第一倾斜角的范围为从-25°到+25°，优选地为从-15°到+20°，更优选地为从0°到+15°，第一倾斜角的正值代表具有朝向轨道的分量的第一切线方向。通过该方式，实现了这样的构造，即，如上面所描述的外壳路线中的锐利的、快速的和明显的改变可产生在流分离边缘处，从而流不再沿循外壳路线中的该改变、并且从外壳以明确的方式分离。 [0036] 在某些优选实施方式中，外壳限定第一斜坡部的第一中间表面，并且，在垂直于横向方向的中心纵向平面中，第一中间表面在其向流分离边缘的过渡部处限定指向头部的自由端的第二切线方向。第二切线方向相对于纵向方向倾斜第二倾斜角，第二倾斜角的范围优选地为从-25°到+25°，优选地为从-10°到+15°，更优选地为从-5°到+10°，第二倾斜角的正值代表具有朝向轨道的分量的第二切线方向。通过该方式，实现了这样的构造，即，如上面所描述的外壳路线中的锐利的、快速的和明显的改变可产生在流分离边缘处，从而流不再沿循外壳路线中的该改变、并且从外壳以明确的方式分离。 [0037] 在该情境中将理解的是，所述中间表面典型地指定一(最终地、纯粹地虚拟的)平滑地弯曲的表面，在该表面处，外壳的表面点与中间表面的表面点之间的距离(沿垂直于中间表面的相应表面)的总和最小化，典型地是基本上为零。换句话说，中间表面是这样的表面，即，其描述斜坡部的总体形状，忽视局部的表面不规则性、或者忽视具有这样的几何形状或其它构造，即，所述几何形状或其它构造太小、以致于不能对该区域中的流造成明显的持久冲击。 [0038] 在本发明的其它优选实施方式中，在垂直于横向方向的中心纵向平面中，第一斜坡部被构造成在流分离边缘处向第一气流上施加第一流方向，第一气流以标称运行速度沿外壳在平行于中心纵向平面的方向上朝向自由端流动。第一流方向相对于纵向方向倾斜第三倾斜角，第三倾斜角的范围优选地为从-25°到+25°，优选地为从-15°到+20°，更优选地为从0°到+15°，第三倾斜角的正值代表具有朝向轨道的流分量的第一气流。通过该方式，实现了这样的构造，即，如上面所描述的外壳路线中的锐利的、快速的和明显的改变可产生在流分离边缘处，从而流不再沿循外壳路线中的该改变、并且从外壳以明确的方式分离。 [0039] 将理解的是，如上面所描述的相应的倾斜角典型地取决于头部在流分离装置的区域中的总体形状，特别地取决于所产生先行流方向的先行部、以及流分离装置本身的设计，以便在流分离边缘处实现期望的持久的流分离。更准确地，优选地，凹入形的流分离部被构造成(具体地，被构造成具有足够的尺寸和/或足够地明显的形状)使得：当气流经过具有在外壳的路线中的锐利的且明显的改变的流分离边缘的区域时，气流的边界层的足够大的部分在方向上经历显著的改变(与先行流方向相比)，所述改变避免了流动可能沿循外壳的路线、并且从外壳持久地脱离。换句话说，基本上，凹入形的流分离部的斜坡部优选地被构造成向流施加一流方向，使流在流分离边缘处远离外壳弹射。 [0040] 此外，相应的倾斜角优选地根据流分离装置的基本运行原理来选择。更具体地，在流分离装置是被动的、并且因此典型地是永久地空气动力学地有效的部件的情况下，这些角被选择成：在反向运行时(即在流分离装置被定位在车辆的前端处的情况下运行)，由流分离装置所引起的气动阻力的增加被最小化。 [0041] 在该情境中将理解的是，最终，在具有反向行进方向的这种运行时，结果也可发生流从外壳的临时分离。只要(在车辆的前端处)流分离不是持久的，即，只要流足够快速地重附于外壳，以便保持气动阻力的增加尽可能地低。将进一步理解的是，在这种情境下，流分离装置在车辆的下半部中的放置是特别地有利的，原因在于流在靠近于车辆的前端的很早的点处的这种分离确保了：整个流状态向局部分离的流提供了足够高的能量，以促进快速地重附于外壳。 [0042] 因此，优选地，在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，第一倾斜角和/或第三倾斜角的范围为从-5°到+25°，优选地为从0°到+20°，更优选地为从+1°到+15°。附加地或作为可替代方式，在这些情况下，第二倾斜角的范围为从-5°到+15°，优选地为从0°到+10°，更优选地为从+1°到+5°。 [0043] 在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，第一倾斜角和/或第二倾斜角和/或第三倾斜角的范围优选地为从-30°到+20°，优选地为从-20°到+15°，更优选地为从-10°到+10°。将理解的是，在此，流在车辆的前端处的临时分离可通过流分离装置的简单停用而完全地避免。 [0044] 将理解的是，流分离装置可具有限定如上面所述的流分离边缘的任何期望形状。在本发明的某些优选实施方式中，流分离装置包括第二斜坡部，第二斜坡部邻近于流分离边缘被定位在流分离边缘的面向头部的自由端的一侧上。优选地，外壳限定第二斜坡部的第二中间表面，并且，在中心纵向平面中，第二中间表面在其向流分离边缘的过渡部处限定第三切线方向，第三切线方向的指向是背离头部的自由端，第三切线方向在面向高度方向的区段(sector，扇区)中相对于第一切线方向倾斜60°到160°，优选地倾斜90°到150°，更优选地倾斜110°到140°。 [0045] 附加地或者作为可替代方式，在中心纵向平面中，第二斜坡部被构造成在流分离边缘处向以标称运行速度沿外壳在平行于中心纵向平面的方向上远离头部的自由端流动的第二气流上施加第二流方向，第二流方向在面向高度方向的区段中相对于第一流方向倾斜60°到160°，优选地倾斜90°到150°，更优选地倾斜110°到140°。 [0046] 在这两种变型中，均可以简单的方式实现这样的构造，即，如上面所描述的外壳路线中的锐利的、快速的和明显的改变可产生在流分离边缘处，从而流不再沿循外壳路线中的该改变、并且从外壳以明确的方式分离。 [0047] 将理解的是，流分离装置的基本特性是提供流从车体的外壳的持久分离，或换句话说，当车辆以其行进速度行驶时，在尾端处可靠地避免了所分离的流与外壳之间的再接触。在具有第一和第二斜坡部的实施方式中，这种持久的流分离优选地通过具有由第一和第二斜坡部形成的流分离阶梯部的设计提供，一方面，流分离阶梯部激起在流分离边缘处具有一个流方向的流，并且另一方面，流分离阶梯部具有这样的第二斜坡部，该第二斜坡部被定位(在该流方向上)在流分离边缘之后，并且该第二斜坡部相对于该流方向优选地倾斜至少15°，从而随着流扩展，被分离的流与第二斜坡部之间的横向距离(即，在横向于所述流方向的方向上的距离)快速地增加。在该情境中将理解的是，第二斜坡部不必须是笔直的壁元件，而是也可以是任意地弯曲的(在一个或两个方向上)，或者可以是弯曲的部分和/或笔直的部分的(任意)组合。 [0048] 将理解的是，凹入形的流分离部基本上可具有任何期望的合适设计，特别地可具有足够的尺寸，以便在如上面所描述的气流的边界层的足够大的部分上施加方向上的期望改变(与先行流方向相比)(在流分离边缘处将气流远离外壳弹射)。优选地，在垂直于横向方向的中心纵向平面中，流分离部具有拐点(inflection point，转折点)，特别地，在拐点处，外壳的曲率改变它的符号、并且/或者外壳中形成有折曲部(kink)，以便获得外壳的大致凹入的形状。在中心纵向平面中，拐点具有距流分离边缘的拐点距离，而头部在纵向方向上具有最大头长。优选地，拐点距离的范围为从50mm到900mm，优选地为从150mm到800mm，更优选地为从150mm到500mm。通过这种方式，可获得流分离部的尺寸，该尺寸在气流上产生冲击，该冲击足够大以便将气流远离外壳弹射。 [0049] 此处再次地，优选地，拐点距离是根据流分离装置的一般工作原理而变化的。因此，优选地，在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，拐点距离的范围为从50mm到700mm，优选地为从120mm到600mm，更优选地为从150mm到500mm。在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的其它情况下，拐点距离的范围优选地为从50mm到900mm，优选地为从250mm到700mm，更优选地为从300mm到600mm； [0050] 附加地或者作为可替代方式，拐点距离的范围优选地为从最大头长的0.7％到15％，优选地为从2.5％到13.5％，更优选地为从2.5％到8.5％。而且，在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，优选地，拐点距离的范围为从最大头长的0.7％到12％，优选地为从2％到10％，更优选地为从2.5％到8.5％。在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，拐点距离的范围优选地为从最大头长的0.5％到15％，优选地为从4％到13.5％，更优选地为从5％到10％。 [0051] 通过这种方式，在上述情况中的任一情况下，可获得流分离部的尺寸，该尺寸在气流上产生冲击，该冲击足够大以便将气流远离外壳弹射。 [0052] 流分离装置可具有提供期望的持久流分离的任何恰当的设计。例如，(被动的或主动的)设计可被选择，以便在车辆的外壳处在流分离装置的位置处产生流分离介质的流，流分离介质的流(以其沿外壳与气流相互作用的方式)引发或刺激气流从外壳分离。可选择任何合适的流分离介质。例如，可通过车辆的外壳内的一个或多个适当形状的开口而提供合适的加压空气的流。 [0053] 优选地，流分离装置包括锐利的、明显的流分离边缘，该流分离边缘具有至少一个边缘部，所述边缘部在边缘部中的每一个点中限定切线方向。在边缘部中且在垂直于切线方向的截面中，流分离边缘的曲率半径小于15mm，优选地小于10mm，更优选地小于5mm。通过这种方式，实现了锐利的且明显的流分离边缘，确保了以简单且有效的方式实现持久的流分离。 [0054] 具有锐利的流分离边缘的边缘部可仅在流分离边缘的一部分延伸。优选地，具有锐利的流分离边缘的边缘部在流分离边缘的至少60％上延伸，优选地在流分离边缘的至少80％上延伸，更优选地在流分离边缘的基本上100％上延伸，导致流分离边缘的稳定的且可靠的流分离特性。 [0055] 流分离装置在车辆的外壳上可具有任何合适的布置。在本发明的优选实施方式中，流分离装置包括流分离边缘，流分离边缘特别地从车体的一个侧向表面延伸至相对的侧向表面、特别地基本上连续地延伸。通过这种方法，实现了具有期望的流分离形态的形成，所述期望的流分离形态具有空气动力学地有利的形状的尾流气泡。 [0056] 在这样的情况下可实现空气动力学地特别有利的构造，即，在所述情况中，头部设置有侧风流分离装置，侧风流分离装置在纵向方向上沿头部的上侧横向地延伸，正如它们从EP 2383161A1(其全部公开内容通过引用并入本文)所知的。优选地，流分离边缘接续、特别地以基本上无缝的方式接续至少一个侧风流分离边缘，所述至少一个侧风流分离边缘在所述纵向方向上沿车体的至少一个侧向表面延伸。优选地，所述至少一个侧风流分离边缘在所述纵向方向上沿车辆的前窗延伸、特别地达到车体的顶部。 [0057] 将进一步理解的是，流分离装置可基本上具有任何期望的形状，特别地，在期望例如在车辆的尾流内获得特定的流分离形态或流形态的情况下，可选择至少分段的和不对称的形状(相对于车辆的中心纵向平面)。但是，典型地，优选的是流分离装置相对于垂直于横向方向的中心纵向平面基本上是对称的。 [0058] 流分离边缘可基本上具有在车辆的横向方向上的任何合适的尺寸，该合适的尺寸足以提供经过的气流的持久分离、并且避免如上面所描述的不期望的双涡流形态。优选地，流分离边缘的投射到垂直于纵向方向的横向平面上的垂直投影在横向方向上具有最大边缘宽度Wsmax，最大边缘宽度的范围为从500mm到2500mm的，优选地为从700mm到1900mm，更优选地为从800mm到1850mm。 [0059] 而且，在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，最大边缘宽度Wsmax的范围优选地为从500mm到2500mm，优选地为从1200mm到1900mm，更优选地为从1300mm到1850mm。在流分离装置是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，最大边缘宽度Wsmax的范围优选地为从500mm到1100mm，优选地为从700mm到1000mm，更优选地为从750mm到900mm。 [0060] 附加地或者作为可替代方式，在流分离边缘的投射到垂直于纵向方向的横向平面上的垂直投影在横向方向上具有最大边缘宽度Wsmax、并且外壳在横向方向上具有最大车体宽度Wmax的情况下，最大边缘宽度Wsmax的范围为从最大车体宽度Wmax的15％到70％，优选地为从25％到65％，更优选地为从45％到65％。 [0061] 在流分离装置是永久地有效的被动装置的情况下，最大边缘宽度Wsmax的范围为从最大车体宽度Wmax的15％到70％，优选地为从40％到65％，更优选地为从45％到60％。在流分离装置特别地是能选择性地启用的装置、特别地是大致板形的装置的情况下，最大边缘宽度Wsmax的范围优选地为从最大车体宽度Wmax的15％到40％，优选地为从25％到35％，更优选地为从27％到32％。 [0062] 通过这种方式，在上述情况中的任一个中，可获得流分离部的尺寸，该尺寸对气流产生冲击，该冲击足够大以便将气流远离外壳弹射。 [0063] 如上所述，根据本发明的流分离装置可以是被动的或主动的装置。因而，在本发明的某些优选实施方式中，流分离边缘形成流分离装置的永久地空气动力学地主动式部件。例如，流分离边缘可形成在刚性地连接于车体的刚性部件上。但是，在本发明的其它优选实施方式中，流分离边缘形成流分离装置的能选择性地空气动力学地启用的部件。例如，在某些情况下，流分离边缘可形成在可移除的部件上(例如，以与DE 199 12 144 C1和JP 01074160 A中所公开的构造相似的构造)。 [0064] 流分离装置可具有任意合适的设计，所述任意合适的设计提供期望的流分离、特别地提供形成上面提及的尾流气泡的期望流分离形态。例如，流分离装置可由连接于车体的单独部件形成。特别地，流分离装置可由形成流分离边缘的相对较小的元件(该元件甚至以距离车体的外壳的微小距离布置)形成。这种元件例如可具有任何期望的且合适的横截面。特别地，可选择类似于机翼的横截面的横截面。 [0065] 因此，在本发明的某些实施形式中，流分离边缘至少部分地由流分离装置的永久地空气动力学主动式部件形成。优选地，流分离边缘至少部分地由外壳的基本上刚性的部分形成。此外，如同所提及的，流分离装置可具有任何期望的形状。优选地，流分离装置至少部分地由外壳中的凹陷部形成，凹陷部特别地是基本上镰刀形的。通过这种方式，可实现特别地有利的设计，该设计相对平稳地结合到头部的纵长的、细狭的且连续地逐渐变细的几何形状中，同时仍然在获得气流的期望的持久分离方面是高度有效的。 [0066] 将理解的是，在某些情况下，可以提供的是，尽管流分离装置是被动部件，当被定位在车辆的前端时，流分离装置可通过简单地利用合适的盖覆盖大致凹入形的流分离部而被停用。因此，优选地，流分离装置包括接口单元，接口单元被构造成安装一盖装置，盖装置被构造成在停用状态中覆盖流分离装置。优选地，这种盖的形状形成为使得它基本上接续车体的周围外壳的平滑表面，从而潜在地避免了由于流分离装置而在车辆的前端处造成气动阻力的任何上升。 [0067] 在本发明的其它优选实施方式中，流分离装置是能选择性地启用的部件，该部件在其启用状态中是空气动力学地有效的。为此，这些流分离装置可包括具有启用状态和停用状态的能枢转的翼片单元。在停用状态中，所述能枢转的翼片单元优选地形成外壳的一部分，该部分与外壳的相邻部分基本上齐平。在启用状态中，所述能枢转的翼片单元从外壳突出，以便在自由端处形成流分离装置的流分离边缘。 [0068] 附加地或者作为可替代方式，流分离装置可包括能收缩的单元，该能收缩的单元具有启用状态和停用状态。在停用状态中，所述能收缩的单元被收缩到、特别地基本上完全地被收缩到外壳中。该收缩可特别地确保使得在被停用的流分离装置的区域中形成基本上齐平的外壳，从而可在停用状态中潜在地避免由于流分离装置而在车辆的前端处造成气动阻力的任何上升。 [0069] 在启用状态中，所述能收缩的单元从外壳突出，以便在自由端处形成流分离装置的流分离边缘。基本上，所述能收缩的单元可包括任何期望的且合适的形状。优选地，所述能收缩的单元包括基本上板形的流分离元件；流分离元件特别地形成至少分段地(section wise，成段方式)平面的和/或至少分段地弯曲的流引导表面，典型地在其自由端处形成流分离边缘。 [0070] 可通过流分离装置的任何合适的设计来获得期望的低阻力流分离形态，所述设计连同如上所描述的对明显的纵向尾涡流的抑制一起提供了第一气流从车体的外壳的持久分离。优选地，流分离装置被布置为使得第一气流从车体的外壳的持久分离是在外壳的流分离区域上延伸，流分离区域具有足够尺寸，以便在所述被分离的气流内产生静态压力分布的上升，该上升适于至少减少、特别地基本上避免在车体的尾流中形成两个明显的纵向尾涡流。优选地，所述被分离的气流内的静态压力分布的上升是根据车体的外壳的被定位成邻近于流分离装置的侧向部分上的相邻侧向气流中的静态压力分布来进行选择。 [0071] 根据本发明的流分离装置可仅在车辆的一端上使用。这可能例如在下面情形中是事实，即，在所述情形中，车辆模块是列车构造中所使用的非机动单元，所述列车构造具有被定位在列车的另一端处的并且提供牵引力的机车(或类似物)。在这种情况下，随时间推移产生阻力的总体减少(随时间推移在尾端运行期间所实现的明显的阻力减小超过了在前端运行期间所增加的至多适度的阻力)。 [0072] 但是，优选地，车辆的两端均设置根据本发明的流分离装置。位于两端处的两个流分离装置均是相同的设计，以便以简单方式在两个行进方向上提供车辆的相同的阻力特性。因而，优选地，流分离装置是被定位于车辆的第一端处的第一流分离装置，第二流分离装置被定位于车辆的相对的第二端部处。第二流分离装置优选地与第一流分离装置基本上相同。 [0073] 本发明可在任意类型的车辆的情景下使用。优选地，车辆包括铰接于彼此的多个单独的车辆模块。本发明在总体车辆阻力减少方面的效果对于这样的车辆是特别地有利的，即，当车辆传统地用在高速应用中时，所述车辆具有纵长的且细狭的、典型地连续地逐渐变细的头部。因此，优选地，头部在纵向方向上具有最大头长HL，所述最大头长HL为最大车辆高度尺寸HH的至少100％，优选地为至少125％，更优选地至少150％，更优选地125％到175％。 [0074] 在本发明的优选实施方式中，头部包括前窗单元，前窗单元包括前窗框架单元，前窗框架单元特别地包括刮刷单元。流分离装置优选地与前窗单元隔离开、特别地与刮刷单元隔离开。此外，优选地，流分离装置在高度方向上被定位在前窗单元下方、特别地被定位在刮刷单元下方。附加地或作为可替代方式，流分离装置被定位在前窗单元与车体的自由端之间、特别地被定位在刮刷单元与车体的自由端之间。在这些情况中的任一种中，流仍然在头部的相对较长的部分上附于头部的上部，这在压力恢复效果方面是有利的，同时通过及时地引发流在流分离装置处的明确的分离而仍然避免了不期望的双涡流尾流形态。 [0075] 本发明进一步涉及一种用于运行根据本发明的车辆的方法，该方法包括：在第一行进方向上运行车辆，流分离装置被启用并且被定位在车辆的尾端处；并且/或者停用流分离装置、并且在第二行进方向上运行车辆，其中，流分离装置被定位在车辆的前端处。 [0077] 附图的简要说明 [0078] 图1是根据本发明的车辆的优选实施方式的示意性立体图，所述车辆可根据本发明的方法的优选实施方式运行； [0079] 图2是图1的车辆的一部分的示意性立体图； [0080] 图3是图1的车辆的一部分的示意性俯视图； [0081] 图4是图1的车辆的头部的放大的示意性侧视图； [0082] 图5是以其标称速率运行的图1的车辆的一部分的示意性立体图； [0083] 图6是车辆的头部的示意性立体图，其中不具有根据本发明的流分离装置并以图1的车辆的标称速率运行； [0084] 图7是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的鼻部的示意性立体图； [0085] 图8是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的鼻部的示意性立体图； [0086] 图9是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的鼻部的示意性立体图； [0087] 图10是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的鼻部的示意性立体图； [0088] 图11是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的示意性侧视图； [0089] 图12是图11的车辆的鼻部的示意性立体图； [0090] 图13是根据本发明的车辆的另一优选实施方式的示意性侧视图； [0091] 图14是图13的车辆的鼻部的示意性立体图。 具体实施方式[0092] 第一实施方式 [0093] 参考图1至图6，现在将详细地描述根据本发明的包括车辆模块102的轨道车辆101的优选实施方式。为了方便对下文描述的理解，将使用xyz坐标系，x方向指定车辆模块102的纵向方向，y方向指定车辆模块102的横向方向，并且z方向指定车辆模块102的高度方向。 [0094] 车辆模块102形成轨道车辆101的端部车厢(end car)，所述轨道车辆是旨在地区公用交通系统中双向运行的高速列车。在所示的实施方式中，列车101包括多个车辆模块，其中，另一端部车厢的外部形状与车辆模块102的外部形状基本上相同。但是，应当理解的是，在本发明的其它实施方式中，可选择另一端部车厢的任何其它外部形状。 [0095] 列车101具有高于VN＝180km/h的标称行进速度，即，在正常运行状态下，列车101旨在在它所运行的铁道网的车站之间的合适轨道部分上以该行进速度行驶。但是，应当理解的是，在本发明的其它实施方式中，可选择以120km/h开始的任何其它行进速度。在本发明的优选变型方案中，列车具有从120km/h至380km/h的(中速至高速)行进速度范围，优选地，从180km/h至250km/h的(中速至高速)行进速度范围，因为在这些行进速度范围中，本发明的好处发挥到最大程度。 [0096] 图1至图5是车辆模块102的部分的示意视图，所述车辆模块包括用于运送乘客的单层(single deck)车体103，所述车体在相应的行驶装置104(例如，转向架(bogie))上被支撑在其两端处，所述行驶装置在轨道105上行驶，所述轨道限定轨道水平TOR(轨道的顶部)。 [0097] 车体103具有棱柱形本体部103.1(即，在沿纵向方向的每一个点处均在垂直于纵向方向的平面中具有基本上相同的横截面的本体部)以及非棱柱形头部103.2，所述棱柱形本体部和非棱柱形头部限定车体103的外壳103.4。位于棱柱形本体部103.1与非棱柱形头部103.2之间的过渡部(在一些情况下，还形成机械接口)在垂直于纵向的平面103.3中开始。 [0098] 在该情境中应当理解，在本实施方式中，过渡部不是平面的，即，头部103.2的某些侧壁部接续棱柱形本体部103.1的棱柱形状、并超出平面103.3。但是，在本发明的其它实施方式中，该过渡部可具有任意其它适合的形状和空间定向。 [0099] 头部103.2是相对地细狭的、纵长的连续地逐渐变细的车辆头部，该车辆头部具有5915mm的头长HL(即，在纵向方向上位于过渡平面103.3与其最前的鼻尖之间的头长尺寸，参见图3)和3870mm的头高HH(即，在高度方向上位于过渡平面103.3处的顶部与轨道水平TOR之间的头高度尺寸，参见图2)。因此，头部103.2的头长HL与头高HH的比HL/HH>1，更准确地HL/HH＝1.5，因为它对于在高速应用所使用的车辆来说是典型的。 [0100] 如可看到的，特别地，从图1至图5，在头部103.2的鼻部103.5中，形成有流分离部103.6。该流分离部103.6包括以大致镰刀形的(sickleshaped)且大致凹陷部103.8形式的流分离装置103.7，流分离装置形成在车体103的外壳103.4中、位于鼻部103.5的区域中。如将在下文进一步详细地解释的，如果头部103.2被定位于车辆101的尾端处，则流分离装置 103.7(至少在车辆101的标称行进速度)提供第一气流106.1从外壳103.4的持久分离，所述第一气流106.1形成气流106的沿外壳103.4流动的顶部部分。 [0101] 如可从图1至图5看到的，流分离装置103.7包括锐利的流分离边缘103.9，该流分离边缘沿横向方向(y轴)在鼻部103.5的大部分上延伸。在所示的实施方式中，流分离装置103.7被布置为使得流分离边缘103.9是基本上平面的结构，该结构限定流分离边缘103.9的主要延伸部的平面。但是将理解的是，在本发明的其它实施方式中，可提供任何其它非平面形形状的流分离边缘。 [0102] 如可特别地从图1和图3所看到的，流分离装置103.7(在车辆的高度方向上)被定位在车辆101的下半部中、位于车辆101的这样的一部分中，即，所述一部分被限于车辆高度尺寸HH的下部50％的仍然面向上的部分。 [0103] 正如以下将更详细地解释的，至少在车辆101的标称运行速度及以上，流分离装置103.7引起气流106从车辆101的外壳103.4的轮廓明确的且持久的分离。为此，在流分离边缘103.9处，流分离装置103.7产生了头部103.2的外壳103.4的路线的改变，该改变是足够快速的、锐利的和明显的，从而气流106的上部部分106.1(该上部部分沿车辆101的顶部区域流动)不会再沿循外壳103.4路线的所述改变、并且从外壳103.4以明确的方式分离。 [0104] 在这种情况下应注意的是，除非明确地说明是相反的，否则相对于沿车辆的外壳103.4的流所进行的任何陈述均涉及沿外壳103.4的流的边界层的部分，即：该部分在流的特性上是决定性的，特别地该部分在流是否从外壳分离的事实上是决定性的。 [0105] 其中，所述持久分离通过大致凹入形的流分离部103.6(在下文中也被称为流分离腔体103.6)实现，所述流分离部由外壳103.4中的流分离装置103.7形成。不管鼻部103.5的周围的大致凸出形的外壳103.3如何，外壳103.4的大致凹入形的流分离部103.6均将流方向的改变施加到正在经过的上部流部分106.1上，当所述上部流部分在流分离边缘103.9的下游再次进入鼻部103.5的外壳103.3的大致凸出形的部分时，所述上部流部分导致这样的结果：上部流部分106.1在该点处经历外壳103.4路线的快速且明显的改变，所述上部流部分不能沿循该改变，从而最终使得流从外壳103.4持久地分离。因此，换句话说，流分离腔体103.6被设计(特别地，流分离腔体具有足够的尺寸)以便对上部气流部分106.1的足够大的部分在方向上强加期望的改变，以便在流分离边缘103.9处将上部气流部分106.1远离外壳 103.4准确地弹射。 [0106] 如可从图2看到的，流分离装置103.7(更准确地说，流分离边缘103.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1370mm的流分离高度HS，该流分离高度对应于头高HH的大约35％。 [0107] 如可从图3进一步地看到的，流分离装置103.7(更准确地，流分离边缘103.9)在中心纵向平面101.1中具有沿纵向方向距离头部103.2的鼻尖103.10(即自由端)的鼻距离ND，该鼻距离ND＝192mm，并且因此是头长HL的3.3％。 [0108] 流分离边缘103.9靠近于车辆模块102的下三分之一且靠近于鼻尖103.10的相对较低和向前的布置具有多个优点。 [0109] 一方面，如已在上面描述的，与来自于EP2246233A1的具有被定位于顶部区域(即车辆高度尺寸的上30％)中的流分离阶梯部的已知设计相比较，这种设计具有的很大优点是：上部气流部分106.1保持仍然附于头部103.2的大于上50％之上的外壳，从而它在车辆高度HH的该部分上经历连续的减速。仍然附于外壳103.4的上部气流部分106.1的该连续减速导致上部气流部分106.1中的静态压力的连续上升，从而导致了纵向力沿行进方向作用于外壳103.4。该效果(典型地被称为压力恢复效果)以有利的方式减少了车辆101的总气动阻力。与在顶部区域中具有早先限定的流分离部的车辆(其中，该压力恢复效果由于从外壳的早先分离而可仅发展到更小的程度)相比较，这特别地适用。 [0110] 作为进一步的有益结果，在流分离边缘103.9处的永久流分离产生尾流形态的修正，该修正伴随有尾置(trailing，置于尾部的)头部103.2的外壳103.4上的静态压力分布的修正，这避免了轨道车辆107(具有传统的高速列车头部设计，而不具有根据本发明的流分离装置)的滑流特性，正如图6中所示。图6示出了这种传统车辆107的示意性立体尾置头部107.1、以及最初提及的明显的纵向尾涡流108.1、108.2的形成。 [0111] 更准确地，在这种车辆107以高于180km/h的行进速度行驶的情况下，出现滑流特性，其中，这两个明显的纵向尾涡流108.1和108.2在车辆107的尾端发展。这些尾涡流108.1、108.2具有相反的旋转方向，从而每一个纵向尾涡流呈现这样的流形态，即，所述流形状在轨道的中间竖直平面中具有向下竖直地指向的(即，朝向轨道的)且下降到轨道水平处的强流速分量，具有向外横向地指向的强流速分量(如由图6中的虚线箭头所示)。根据车速，这些明显的尾涡流108.1、108.2导致相当大的流速，并且因此，导致对处于轨道旁位置中的人或物体的难以接受的大空气动力学轨道旁载荷。此外，这些明显的尾涡流108.1、 108.2产生相当大的阻力，并且因此，也在这个方面产生了车辆107的不利的空气动力学特性。 [0112] 与这种传统设计相反，流分离装置103.7导致车辆101的尾端的相关联下部部分(位于流分离装置103.7的下游)中的永久流分离，所述永久流分离在正在经过外壳103.4的上部或顶部的气流106.1中产生静态压力的上升。该永久流分离减少了相对于正在经过外壳103.4的下部横向部分的气流部分106.2的静态压力分布和动量差异。连同在静态压力分布的变化方面以及在动量差异方面的减少，避免了明显的纵向尾涡流108.1、108.2的形成(否则，典型地在这种平滑地弯曲的高速车辆尾端处施加影响，如图6所示)。 [0113] 连同静态压力分布方面的该修正，在流分离边缘103.9的下游，流分离形态在车辆101的尾端处发展，其完全不同于由传统头部设计产生的明显的纵向尾涡流108.1、108.2。 该流分离形态的特征在于随车辆101一起被拖行的相对稳定的“尾流气泡”(在图5中由点划轮廓109表示)。在尾流气泡109a的内侧上，相对平静的微小湍流盛行。在尾流气泡109的在垂直于纵向方向(x轴)的平面中的横截面的连续下降之下，尾流气泡109的外表面基本上“接续”车辆模块102的外壳103.4。因而，实现了气流106的正在经过车辆表面103.4不同部分(诸如顶部部分和侧向部分)的部分106.1、106.2的平滑的“重新统一”。尾流气泡109具有这样的形状，即，所述形状相对于中心纵向平面101.1(包含x轴和z轴)基本上对称。将理解的是，相比于传统车辆头部设计的纵向尾涡流108.1、108.2，该尾流气泡流形态激起相当小的阻力以及相当小的空气动力学轨道旁载荷。 [0114] 在该情境中将理解的是，气流106的顶部部分106.1与气流106的侧向部分106.2之间的静态压力分布差异取决于车辆模块102的头部103.2的所谓的尾锥部的角度。在此，表述“尾锥部(boat tailing)”表示这样的设计，即，该设计具有外表面103.4的侧向部分朝向车辆模块102尾端的明显向内的曲率。因此，所选择的尾锥部的角度越大，则流分离装置103.7的延伸部、或者气流106的部分中的正在经过流分离装置103.7的部分可分别越小。 [0115] 此外，由于流分离装置103.7的相对地较小的尺寸(由于它的靠近于鼻部103.5自由端的相对地较低的位置，在该位置处，头部103.2已经相当程度地逐渐减小)，当流分离装置103.7被定位于车辆的前端处时，(如果发生此事的话)流分离装置仅使列车101的阻力中产生相对地适度的上升。气动阻力中的该适度上升可以是流从外壳103.4临时分离(在这种情况下，所述流的临时分离来自于鼻部103.5的自由端)的结果。只要流分离(在车辆的前端处)不是持久的，即，只要流足够地快速地重附于外壳103.4，以便保持气动阻力的增加尽可能地少。还将进一步理解的是，在该上下文中，流分离装置103.7在车辆的下半部中的放置是特别地有利的，原因在于流在靠近于车辆101的前端的很早的点处的这种分离确保了：整个流状态向局部分离的流提供了足够大量的能量，以促进快速地重附于外壳103.4。因此，最终，当定位于车辆101的前端处时，至多仅相对地较小的流分离气泡形成在流分离腔体103.6的区域中。 [0116] 但是，前端处的气动阻力的这种上升被由定位于列车101的另一尾端处的流分离装置(其在所示的实施方式中被同样地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因而，总的来说，可实现列车101的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，可实现列车101气动阻力的介于1％与1.5％之间的总减少量。该情形也允许将流分离装置103.7设计为刚性部件，即，被动的、永久性地空气动力学有效的装置，其显著地减少复杂性，并且因此减少这种解决方案的成本。 [0117] 如可从图3进一步地看到的，流分离装置103.7(更准确地，流分离边缘103.9)与车辆的前窗101.2的下部框架元件以及相关联的刮刷101.3明显地隔开。更准确地，流分离装置103.7与前窗装置101.2、101.3之间的距离大于这些部件与鼻尖103.10之间的(在纵向方向上)距离的一半。因此，可能已由这些部件引入到流106.1中的扰动当到达流分离装置103.7(特别地，流分离边缘103.9)时将已被消褪，从而确保了在流分离边缘103.9处的恰当流分离。 [0118] 如可从图4最佳地看到的，流分离装置103.7包括外壳103.4的第一斜坡部103.11和第二斜坡部103.12，流分离边缘103.9被形成在第一斜坡部103.11和第二斜坡部103.12的接合部处。第一斜坡部103.11形成流分离腔体103.6、并且被定位在流分离边缘103.9的背离鼻尖103.10的一侧上(即，在车辆101的尾端处运行的情况下，被定位在流分离边缘103.9的上游)。第二斜坡部103.12从流分离边缘103.9下降、并且被定位在流分离边缘 103.9的面向鼻尖103.10的一侧上(即，在车辆101的尾端处运行的情况下，被定位在流分离边缘103.9的下游)。 [0119] 此外，外壳103.4限定先行部分103.13，所述先行部分被定位在流分离装置的背离鼻尖103.10的一侧上，所述先行部分在中心纵向平面101.1中向流分离装置103.7的先行部中的气流部分106.1上施加先行流方向FF，该先行流方向相对于纵向方向倾斜(朝向轨道向下)一先行角FA＝45度。 [0120] 如可从图4看到的，在本实例中，第一斜坡部103.11在中心纵向平面101.1中具有拐点IP，在该拐点处，外壳103.4的曲率(在中心纵向平面101.1中)改变其符号，以便获得外壳的大致凹入形的形状。换句话说，拐点IP指示流分离腔体103.6的起始。 [0121] 拐点IP被定位在距流分离边缘103.9的拐点距离IPD(在中心纵向平面101.1中)处。为了获得足够大小的流长度、以便在上部气流部分106.1的边界层的足够大的部分上对方向施加期望的改变(与先行流方向FR相比较)(使气流部分106.1在流分离边缘103.9处远离外壳103.4弹射)，拐点距离是IPD＝380mm，从而拐点距离IPD是头长HL的6.5％。 [0122] 如可从图4进一步地看到的，在本实例中，第一斜坡部103.11在外壳103.4处具有切线起点(tangent starting point)TSP，该切线起点被定位在拐点IP与流分离边缘103.9之间、位于距流分离边缘103.9的距离TD＝150mm处。第一斜坡部103.11限定在切线起点TSP处起始的第一切线方向T1，该第一切线方向相切于流分离边缘103.9、并指向鼻尖103.10。 [0123] 如可从图4进一步地看到的，第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝+16°(第一倾斜角TA1的正值代表第一切线方向T1具有朝向轨道105向下的分量)。 [0124] 如可从图4进一步地看到的，第一斜坡部103.11是基本上平滑的且平滑地弯曲的表面，基本上没有(明显的肉眼可见的)表面不规则性。因此，第一斜坡部103.11本身的表面与第一斜坡部103.11的第一中间(median，中位)表面(如上所限定的)相重合，或者第一斜坡部本身的表面形成第一斜坡部的第一中间表面。在中心纵向平面101.1中，该中间表面在其向流分离边缘103.9的过渡部处限定指向鼻尖的第二切线方向T2。第二切线方向T2相对于纵向方向(x轴)倾斜第二倾斜角TA2＝+9°(第二倾斜角TA2的正值代表第二切线方向T2具有朝向轨道105向下的分量)。 [0125] 在本实例中，第一切线方向T1与第一流方向FS1基本上重合，所述第一流方向是当上部气流部分106.1(以标称运行速度VN)经过流分离边缘103.9时立即由第一斜坡部103.11沿外壳在与中心纵向平面平行的方向上朝向自由端而施加于所述上部气流部分上。 因此，在本实例中，流方向FS1相对于纵向方向(x轴)倾斜第三倾斜角TA3＝TA1＝16°(第三倾斜角TA3的正值再次代表气流方向FS1具有朝向轨道105向下的流分量)。但是将理解的是，在本发明的其它实施方式中，第一和第三倾斜角TA1、TA3之间可存在一定的偏差。 [0126] 将理解的是，通常，第一和第三倾斜角TA1、TA3与第二倾斜角TA2之间的差异根据第一斜坡部103.11(第二倾斜角TA2沿该第一斜坡部盛行)的流长度而改变。该流长度越长，则这些角之间的偏差越小。 [0127] 在本实例中，以类似的方式，第二斜坡部103.12是基本上平滑的且平滑地弯曲的表面，基本上没有(明显的肉眼可见的)表面不规则性。因此，第二斜坡部103.12本身的表面与第二斜坡部103.12的第二中间表面(如上所限定的)相重合，或者第二斜坡部本身的表面形成第二斜坡部的第二中间表面。在中心纵向平面101.1中，由第二斜坡部103.12的表面所形成的第二中间表面在其向流分离边缘103.9的过渡部处限定远离头部的自由端指向的第三切线方向T4，在面向高度方向的区段中，该第三切线方向T4相对于第一切线方向T1倾斜134°的倾斜角。 [0128] 此外，在本实例中，在中心纵向平面101.1中，第二斜坡部103.12在流分离边缘103.9处向第二气流上施加第二流方向FS2，其中所述第二气流以标称运行速度沿外壳 103.4在与中心纵向平面101.1平行的方向上远离头部的自由端流动(因为它是在运行期间在车辆101的前端处的情形)。在本实例中，第二流方向FS2与第三切线方向T4重合。因此，在面向高度方向的区段中，第二流方向FS2相对于第一流方向FS1倾斜第四倾斜角TA4＝140°。 [0129] 在本实例中，流分离装置103.7相对于中心纵向平面101.1基本上是对称的。在单个边缘部分中，流分离边缘103.9在整个流分离阶梯部103.7上延伸(即，从车辆模块102的一个侧向表面延伸到相对的侧向表面)、并且被设计成锐利的、明显的边缘，从而以简单的方式实现期望的流分离形态，该流分离形态具有在空气动力学上有利的形状的尾流气泡109。但是，将理解的是，在本发明的其它实施方式中，还可在多个空间地不同的边缘部分中提供流分离边缘。 [0130] 在其整个长度上(即，在整个边缘部分上)，流分离边缘103.9(在边缘部分的每个点中)限定切线方向。在垂直于该切线方向的截面平面中，流分离边缘103.9具有5mm的曲率半径，以简易且有效的方式确保了持久的流分离。 [0131] 将理解的是，在本实例中，流分离阶梯部由第一斜坡部103.11和第二斜坡部103.12形成，一方面，流分离阶梯部激起这样的流(在车辆101的尾端处)，即，该流在流分离边缘103.9处具有第一流方向FS1，并且另一方面，流分离阶梯部具有这样的第二斜坡部 103.12，即，该第二斜坡部被定位(在该第一流方向FS1上)在流分离边缘103.9的下游、并且相对于该第一流方向FS1急剧地折起40°，从而随着流106.1扩展，被分离的流106.1与第二斜坡部103.12之间的横向距离(即在横向于第一流方向FS1的方向上的距离)快速地增加。 在该情境中将理解的是，第二斜坡部103.12不必须是光滑地弯曲的壁元件。相反，它可以是笔直的壁元件以及任意地弯曲的(在一个或两个方向上)，或者可以是弯曲的和/或笔直的部分的(任意)组合。 [0132] 因此，通过以上所描述的设计，可以简单的方式中实现一构造，其中，如上面所描述的在外壳103.4路线中的锐利的、快速的和明显的改变产生在流分离边缘103.9处，从而上部气流部分106.1不会再沿循外壳103.4路线中的该改变、并且在流分离边缘103.9处从外壳103.4以明确的方式分离。 [0133] 在本实例中，获得一种空气动力学上特别地有利的构造，其中，流分离边缘103.9(从车体102的一个侧向表面到另一侧向表面)基本上无缝地接续两个侧风流分离装置110的侧风流分离边缘110.1，所述侧风流分离边缘挨着前窗101.2沿头部103.2的上侧在纵向方向上延伸，正如它们是从EP 2 383 161 A1(其全部公开内容通过引证结合于此)已知的。因此，在本实例中，流分离边缘110.1和103.9一起形成大致U形的流分离边缘，所述大致U形的流分离边缘基本上构成头部103.2的外壳103.4的面向上的部分。 [0134] 在投射到垂直于纵向方向的横向平面上的垂直投影中，流分离边缘103.9在横向方向(y轴)上具有最大的有效边缘宽度Wsmax，该边缘宽度由这样的点限定，即，在这些点处，在垂直于高度方向的平面中与流分离边缘103.9相切的切线相对于横向方向达到45°的倾斜度，正如图3所示的。在本实例中，在横向方向上最大的有效边缘宽度是Wsmax＝1825mm，其对应于车体102在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的64％。因此，获得流分离腔体103.6的尺寸，该尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。 [0135] 将理解的是，在一些情况下，可提供的是：当流分离装置103.7通过用合适的盖(正如它在图4中由虚线轮廓111被指示的)简单地覆盖流分离腔体103.6而被定位在车辆101的前端处时，流分离装置(无论它是否是如上面所描述的被动式元件)被停用(deactivated)。在这种情况下，流分离装置103.7优选地包括接口单元(未示出)，接口单元被构造成在流分离装置103.7的停用状态中安装盖装置111。优选地，如图4中所示，这种盖111的形状被形成为使得它基本上接续车体102的周围外壳103.4的平滑表面，从而潜在地避免了由于流分离装置103.7而在车辆101的前端处造成气动阻力的任何上升。 [0136] 第二至第五实施方式 [0137] 现在将参照图7至图10更详细地描述根据本发明的其它优选实施方式的车辆201至501。车辆201至501在其基本设计和功能方面很大程度地对应于车辆101，从而将仅主要涉及差异之处。此外，相同的或相似的部件分别通过相同参考标号增加100至400而表示。除非在下文中给出不同的解释，否则本文明确地涉及上面针对这些部件的特征与功能所给出的解释。 [0138] 此外，对于在下文中所涉及的尺寸和角度的位置和定向，明确地参考如在第一实施方式的情境中所描述和示出的相应的尺寸和角度。 [0139] 车辆201相对于车辆101的差异仅在于车辆模块202的鼻部203.5的流分离装置203.7的特定设计参数，除了图7中所示的鼻部203.5之外，车辆模块202与车辆模块102相同。特别地，车辆201具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝45°。 [0140] 在图7的实施方式中，流分离装置203.7(更准确地，流分离边缘203.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1386mm的流分离高度HS，该流分离高度也对应于头高HH的大约36％。 [0141] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘203.9具有在纵向方向上距头部203.2的鼻尖203.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝122mm、并且因此是头长HL的2％。 [0142] 拐点IP被定位在IPD＝500mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的8.4％。 [0143] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝+12°，而第二倾斜角是TA2＝+4°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0144] 最后，在横向方向上，最大有效边缘宽度是Wsmax＝1520mm，其对应于车体202在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的53％。 [0145] 因此，此处也可获得流分离腔体203.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。而且，当流分离装置203.7被定位在车辆201的前端处时，这种设计导致气动阻力的微增。但是，此处该效果也被由定位于列车201的另一尾端处的流分离装置203.7(其在所示的实施方式中被同样地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因而，总的来说，可实现列车201的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，可实现列车201气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0146] 车辆301相对于车辆101的差异仅在于车辆模块302的鼻部303.5的流分离装置303.7的特定设计参数，除了图8中所示的鼻部303.5之外，车辆模块302与车辆模块102相同。特别地，车辆301也具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝45°。 [0147] 在图8的实施方式中，流分离装置303.7(更准确地，流分离边缘303.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1334mm的流分离高度HS，该流分离高度也对应于头高HH的大约35％。 [0148] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘303.9具有在纵向方向上距头部303.2的鼻尖303.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝90mm、并且因此是头长HL的1.5％。 [0149] 拐点IP被定位在IPD＝275mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的4.7％。 [0150] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝+6°，而第二倾斜角是TA2＝+4°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0151] 最后，在横向方向上，最大有效边缘宽度是Wsmax＝1500mm，其对应于车体302在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的53％。 [0152] 因此，此处也可获得流分离腔体303.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。而且，当流分离装置303.7被定位在车辆301的前端处时，这种设计导致气动阻力的微增。但是，此处该效果也被由定位于列车301的另一尾端处的流分离装置303.7(其在所示的实施方式中被同样地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因而，总的来说，可实现列车301的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，可实现列车301气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0153] 车辆401相对于车辆101的差异仅在于车辆模块402的鼻部403.5的流分离装置403.7的特定设计参数，除了图9中所示的鼻部403.5之外，车辆模块402与车辆模块102相同。特别地，车辆401也具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝45°。 [0154] 在图9的实施方式中，流分离装置403.7(更准确地，流分离边缘403.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1475mm的流分离高度HS，该流分离高度对应于头高HH的大约38％。 [0155] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘403.9具有在纵向方向上距头部403.2的鼻尖403.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝209mm、并且因此是头长HL的3.5％。 [0156] 拐点IP被定位在IPD＝150mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的2.5％。 [0157] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝+1°，而第二倾斜角也是TA2＝+1°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0158] 最后，在横向方向上，最大有效边缘宽度是Wsmax＝1500mm，其对应于车体402在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的53％。 [0159] 因此，此处也可获得流分离腔体403.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。而且，当流分离装置403.7被定位在车辆401的前端处时，这种设计导致气动阻力的微增。但是，此处该效果也被由定位于列车401的另一尾端处的流分离装置403.7(其在所示的实施方式中被同样地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因而，总的来说，可实现列车401的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车401气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0160] 车辆501相对于车辆101的差异仅在于车辆模块502的鼻部503.5的流分离装置503.7的特定设计参数，除了图10中所示的鼻部503.5之外，车辆模块502与车辆模块102相同。特别地，车辆501也具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝45°。 [0161] 在图10的实施方式中，流分离装置503.7(更准确地，流分离边缘503.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1386mm的流分离高度HS，该流分离高度对应于头高HH的大约36％。 [0162] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘503.9具有在纵向方向上距头部503.2的鼻尖503.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝122mm、并且因此是头长HL的2％。 [0163] 拐点IP被定位在IPD＝219mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的3.7％。 [0164] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝+12°，而第二倾斜角是TA2＝+4°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0165] 最后，在横向方向上，最大有效边缘宽度是Wsmax＝1520mm，其对应于车体502在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的53％。 [0166] 因此，此处也可获得流分离腔体503.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。而且，当流分离装置503.7被定位在车辆501的前端处时，这种设计导致气动阻力的微增。但是，此处该效果也被由定位于列车501的另一尾端处的流分离装置503.7(其在所示的实施方式中被同样地设计)所提供的阻力的减少大大地超过。因而，总的来说，可实现列车501的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车501气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0167] 将理解的是，在前述的实施方式中，鼻部203.5到503.5中的任一个可简单地替换车辆101的鼻部103.5，以形成相应的车辆201至501。 [0168] 第六实施方式 [0169] 现在将参照图11和图12更详细地描述根据本发明的另一优选实施方式的车辆601。车辆601在其基本设计和功能方面很大程度地对应于车辆101，从而将仅主要涉及差异之处。此外，相同的或相似的部件分别通过相同参考标号增加500而表示。除非在下文中给出不同的解释，否则本文明确地涉及上面针对这些部件的特征与功能所给出的解释。 [0170] 特别地，对于在下文中所涉及的尺寸和角度的位置和定向，明确地参考如在第一实施方式的情境中所描述和示出的相应的尺寸和角度。 [0171] 车辆601相对于车辆101的差异仅在于车辆模块602的鼻部603.5的流分离装置603.7的具体设计，除了图11和图12中所示的鼻部603.5之外，车辆模块602与车辆模块102相同。特别地，车辆601也具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝ 45°。将理解的是，头部603.5可简单地替换车辆101的鼻部103.5。 [0172] 在图11和图12的实施方式中，流分离装置603.7是能收缩的大致板形元件形式的能选择性地启用的装置，该装置在它的背离外壳103.4的自由端处形成流分离边缘603.9。流分离装置603.7在其停用状态(未示出)中在纵向方向上被完全地收缩到外壳103.4之后，从而流分离边缘603.9与周围外壳103.4完全齐平。在这种情况下，当头部603.2形成车辆 601的前端时，被完全地收缩的、并且因此被空气动力学地停用的流分离装置603.7不导致任何阻力。 [0173] 如可从图11和图12看到的，在该实施方式中，拐点IP形成在板形流分离装置603.7与外壳之间的相交部处，从而此处也形成大致凹入形的流分离部603.6，它提供气流部分106.1的方向上的必要改变，该必要改变是所述气流部分从外壳104.3持久地脱离所必须的，并且提供如在第一实施方式的情境中(特别地，在图5的情境中)所描述的期望尾流形态。 [0174] 类似于第一实施方式，流分离装置603.7形成位于流分离边缘603.9的上游的第一斜坡部603.11，该第一斜坡部提供气流部分106.1的方向的期望改变。由于流分离装置603.7是简单的大致板形的元件的事实，只要具有流分离边缘603.9的板603.7的自由端与外壳的相邻部分之间存在足够的距离，那么气流部分106.1在经过流分离边缘603.9之后就会从外壳104.3持久地分离。 [0175] 在本实例中，流分离装置603.7(更准确地，流分离边缘603.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的1768mm的流分离高度HS，该流分离高度对应于头高HH的大约46％。 [0176] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘603.9具有在纵向方向上距头部603.2的鼻尖603.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝47mm、并且因此是头长HL的0.7％。 [0177] 拐点IP被定位在IPD＝630mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的10.7％。 [0178] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝-5°，而第二倾斜角是TA2＝-6°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0179] 最后，最大有效边缘宽度在横向方向上明显地对应于板603.7的宽度、并且是Wsmax＝800mm，其对应于车体602在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的28％。 [0180] 因此，此处也可获得流分离腔体603.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。此外，因为流分离装置603.7可以是完全地收缩的(即，停用的)，所以当流分离装置603.7被定位于车辆601的前端处时，这种设计避免了气动阻力的任何增加。因而，总的来说，可实现列车601的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，可实现列车601气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0181] 将理解的是，可使用流分离装置606.7，该流分离装置被设定成具有从外壳103.4的不同延伸部和/或相对于外壳103.4的不同倾斜角。在下文中将给出对应的实例。 [0182] 在第一变型中，流分离高度被设定为HS＝1631mm(即头高HH的42％)。鼻距离被设定为ND＝70mm(即头长HL的1.1％)。拐点距离被设定为IPD＝610mm(即头长HL的10.7％)。第一倾斜角被设定为TA1＝+10°，而第二倾斜角也是TA2＝+10°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。最后，在横向方向上，最大有效边缘宽度明显地也是Wsmax＝800mm(即，最大车体宽度Wmax的28％)。在该变型中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车601气动阻力的介于2％与2.5％之间的总减少量。 [0183] 在第二变型中，流分离高度被设定为HS＝1835mm(即头高HH的47％)。鼻距离被设定为ND＝185mm(即头长HL的3.1％)。拐点距离被设定为IPD＝505mm(即头长HL的8.6％)。第一倾斜角被设定为TA1＝-20°，而第二倾斜角也是TA2＝24°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。最后，最大有效边缘宽度明显地还是Wsmax＝800mm(即最大车体宽度Wmax的28％)。在该变型中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车601气动阻力的介于1.5％与2.0％之间的总减少量。 [0184] 在第三变型中，流分离高度被设定为HS＝1785mm(即头高HH的46％)。鼻距离被设定为ND＝370mm(即头长HL的6.3％)。拐点距离被设定为IPD＝324mm(即头长HL的5.5％)。第一倾斜角被设定为TA1＝-15°，同时第二倾斜角也是TA2＝-23°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。最后，最大有效边缘宽度明显地还是Wsmax＝800mm(即最大车体宽度Wmax的28％)。在该变型中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车601气动阻力的介于1.5％与2.0％之间的总减少量。 [0185] 最后，在第四变型中，流分离高度被设定为HS＝1760mm(即头高HH的45％)。鼻距离被设定为ND＝368mm(即头长HL的6.3％)。拐点距离被设定为IPD＝310mm(即头长HL的5.3％)。第一倾斜角被设定为TA1＝-5°，而第二倾斜角也是TA2＝-7°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。最后，最大有效边缘宽度明显地还是Wsmax＝800mm(即最大车体宽度Wmax的28％)。在该变型中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，此处也可实现列车601气动阻力的介于1.5％与2.0％之间的总减少量。 [0186] 第七实施方式 [0187] 现在将参照图13和图14详细地描述根据本发明的另一优选实施方式的车辆701。车辆701在其基本设计和功能方面很大程度地对应于车辆101，从而将仅主要涉及差异之处。此外，相同的或相似的部件分别通过相同参考标号增加600而表示。除非在下文中给出不同的解释，否则本文明确地涉及上面针对这些部件的特征与功能所给出的解释。 [0188] 此外，对于在下文中所涉及的尺寸和角度的位置和定向，明确地参考如在第一实施方式的情境中所描述和示出的相应的尺寸和角度。 [0189] 车辆701相对于车辆101的差异仅在于车辆模块702的鼻部703.5的流分离装置703.7的具体设计，除了图13和图14中所示的鼻部703.5之外，车辆模块702与车辆模块102相同。特别地，车辆701也具有与车辆101相同的头长HL、头高HH、头宽Wmax、和先行角FA＝ 45°。将理解的是，头部703.5可简单地替换车辆101的鼻部103.5。 [0190] 在图10和图11的实施方式中，流分离装置703.7是可枢转的大致板形元件形式的能选择性地启用的装置，该装置在它的背离外壳103.4的自由端处形成流分离边缘703.9。流分离装置703.7在其停用状态(未示出)中围绕在纵向方向上延伸的枢转轴线枢转，从而流分离装置703.7的上表面与周围外壳103.4完全齐平。在这种情况下，当头部703.2形成车辆701的前端时，被完全地收缩的、并且因此被空气动力学地停用的流分离装置703.7不导致任何阻力。 [0191] 如可从图11和图12看到的，在该实施方式中，拐点IP形成在板形流分离装置703.7与外壳之间的相交部处，从而此处也形成大致凹入形的流分离部703.6，它提供气流部分106.1的方向上的必要改变，该必要改变是所述气流部分从外壳104.3持久地脱离所必须的，并且提供如在第一实施方式的情境中(特别地，在图5的情境中)所描述的期望尾流形态。 [0192] 类似于第一实施方式，流分离装置703.7形成位于流分离边缘703.9的上游的第一斜坡部703.11，该第一斜坡部提供气流部分106.1的方向的期望改变。由于流分离装置703.7是简单的大致板形的元件的事实，只要具有流分离边缘703.9的板703.7的自由端与外壳的相邻部分之间存在足够的距离，那么气流部分106.1在经过流分离边缘703.9之后就会从外壳104.3持久地分离。 [0193] 在本实例中，流分离装置703.7(更准确地，流分离边缘703.9)在车体的横向中心区域中(特别地，在中心纵向平面101.1中)具有位于轨道水平TOR之上的2235mm的流分离高度HS，该流分离高度对应于头高HH的大约57％。流分离边缘703.9具有位于轨道水平TOR之上的2475mm的高度，该高度对应于头高HH的大约63％。仍然，流分离装置703.7的由拐点IP形成的起始部的决定性点仍低于头高HH的60％。 [0194] 此外，在中心纵向平面101.1中，流分离边缘703.9具有在纵向方向上距头部703.2的鼻尖703.10的鼻距离ND，该鼻距离是ND＝596mm、并且因此是头长HL的10.1％。 [0195] 拐点IP被定位在IPD＝700mm的拐点距离处，从而拐点距离IPD是头长HL的11.9％。 [0196] 第一切线方向T1相对于纵向方向倾斜第一倾斜角TA1＝-20°，而第二倾斜角也是TA2＝-20°。而且，第三倾斜角TA3等于第一倾斜角TA1。 [0197] 最后，最大有效边缘宽度在横向方向上明显地对应于板703.7的宽度、并且是Wsmax＝852mm，其对应于车体702在过渡平面102.3处的最大车体宽度Wmax的30％。 [0198] 因此，此处也可获得流分离腔体703.6的设计和尺寸，该设计和尺寸对气流106.1产生冲击，该冲击足够大以便使该气流远离外壳103.4弹射。此外，因为流分离装置703.7可以是完全地收缩的(即，停用的)，所以当流分离装置703.7被定位于车辆701的前端处时，这种设计避免了气动阻力的任何增加。因而，总的来说，可实现列车701的总阻力的显著减小。在本实例中，与图6中所示的以其它方式同样地设计的车辆107相比较，可实现列车701气动阻力的介于1.5％与2.0％之间的总减少量。 [0199] 虽然在上文中仅在单层轨道车辆的情境中描述了本发明，但是将理解的是，本发明还可应用于任何其它类型的车辆，特别地，可应用于双层轨道车辆，以便针对车辆的阻力和滑流特性克服类似的问题。 |
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