Патент на изобретение №2381147

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ЗАТЯЖНОГО ПРЫЖКА С ПАРАШЮТОМ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБОЙ (ВАРИАНТЫ) И ВЕРТИКАЛЬНАЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА

(57) Реферат:

Группа изобретений относится к области обучения парашютистов. Устройство имитации полета в виде вертикальной аэродинамической трубы содержит полетную камеру, в которой человек может получать ощущение свободного падения. Воздушный поток для поддержки человека создается вентиляторами, соединенными над полетной камерой через канал. К полетной камере примыкает промежуточная площадка, имеющая проемы в полетную камеру. Используются один или два возвратных воздушных канала для возврата воздуха от выхода вентиляторов к входам вентиляторов. Один сегмент канала включает противоположные жалюзи для регулирования с помощью их температуры посредством принудительного ввода окружающего воздуха в устройство имитации. Предполагается использование нескольких сегментов канала, имеющих расходящиеся стенки. Группа изобретений направлена на повышение коммерческой ценности за счет уменьшения высоты. 4 н. и 44 з.п. ф-лы, 35 ил.

Ссылки на родственные заявки

Данная заявка претендует на приоритет заявки США с порядковым номером 11/184 940 от 19 июля 2005, которая является частичным продолжением заявки США с порядковым номером 10/909 088, поданной 30 июля 2004.

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к области вертикальных аэродинамических труб, в частности к вертикальным аэродинамическим трубам с управлением температурой обратного потока, используемым в качестве устройств для имитации затяжных прыжков с парашютом и развлекательных устройств.

Уровень техники

Аэродинамические трубы известны в уровне техники. Имеются аэродинамические трубы различных типов и конструкций в зависимости от потребностей пользователя. Они включают дозвуковые аэродинамические трубы с и без обратного потока, околозвуковые аэродинамические трубы с и без обратного потока, вертикальные дозвуковые аэродинамические трубы с и без обратного потока, сверхзвуковые и гиперзвуковые аэродинамические трубы с или без обратного потока и аэродинамические трубы со сжимаемым потоком.

Большинство аэродинамических труб используются для исследовательских и испытательных целей. Они включают испытание обычных самолетов, вертолетов, парашютов и других аэродинамических устройств, поверхностей крыла, управляющих поверхностей, подводных лодок, ракет и других средств выведения, наземных транспортных средств, зданий и других базовых исследований потока.

Горизонтальные аэродинамические трубы (те, в которых воздух в секции полной скорости трубы проходит в основном горизонтально) используются для аэродинамических исследований и испытаний и обычно принадлежат крупным выполняющим оборонные заказы фирмам, федеральному правительству или образовательным институтам и университетам. Некоторые из них преобразованы или приспособлены для вертикальной работы (при этом воздух в секции полной скорости проходит в основном вертикально), но большинство или все работают в этой роли плохо.

Конструктивные ограничения, которые применяются для вертикальных аэродинамических труб, используемых для имитации свободного падения, отличаются от ограничений для горизонтальных испытательных труб. В вертикальной аэродинамической трубе (устройстве имитации свободного падения) важно, чтобы объекты в секции полной скорости аэродинамической трубы (в данном случае люди в полете) были способны перемещаться внутри секции для ощущения или тренировки полета человеческого тела. В горизонтальной испытательной трубе объекты, размещенные в трубе, обычно являются неподвижными объектами, наблюдаемыми или измеряемыми извне. По этой причине эта наиболее быстрая часть горизонтальной аэродинамической трубы называется «испытательной секцией». В вертикальной аэродинамической трубе эту зону вместо этого называют «полетной камерой».

В вертикальной аэродинамической трубе важно, что люди, летящие внутри трубы, могут сменяться в полетной камере без остановки воздушного потока. В противоположность этому, редко имеется необходимость перемещения неподвижных объектов в испытательной секции горизонтальной аэродинамической трубы во время ее работы. Кроме того, поскольку летящий человек в вертикальной аэродинамической трубе может свободно перемещаться внутри полетной камеры, то необходимо ограничивать его перемещения подходящими частями системы.

Хотя можно размещать защитную сетку как на верхнем, так и на нижнем концах полетной камеры, они создают чрезвычайно большое аэродинамическое сопротивление, которое приводит к образованию шума и увеличивает мощность, необходимую для достижения заданной скорости. В действительности, такая пара сеток может расходовать до около 30-50% полной мощности, требуемой для работы такой аэродинамической трубы.

Желательно также иметь сплетенную решетку из шнуров на нижнем или верхнем конце полетной камеры для использования в качестве платформы для стояния, когда участники не летают. Этот «шнуровой пол» обеспечивает удобную рабочую платформу для обеспечивающих безопасность служащих или инструкторов в полетной камере.

Поэтому, по указанным выше причинам для безопасности и простоты использования, желательно иметь шнуровой пол/сетку безопасности, выполненную из шнуров с возможно меньшим аэродинамическим сопротивлением при заданных прочности и диаметре. Дополнительно к аэродинамическим трубам имеется множество применений для использования шнуров, движущихся в воздухе, или же при потоке воздуха, проходящего через шнуры, для которых простой и дешевый шнур с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением может обеспечивать существенные преимущества.

Шнуры с низким аэродинамическим сопротивлением, имеющие плоское или крыловидное поперечное сечение, известны из уровня техники и часто используются в самолетной промышленности. Однако их нельзя применять для формирования плетеного шнурового пола для вертикальной аэродинамической трубы, поскольку сложно сохранять правильную ориентацию таких шнуров относительно потока воздуха. Кроме того, нижний относительно потока конец такого плоского или крыловидного шнура заострен. Поскольку человек, падающий на плетеный пол/сетку безопасности, приземляется на нижний относительно потока конец, то этот тип шнура также не безопасен для такого применения. Известные из уровня техники крыловидные в поперечном сечении шнуры нельзя использовать в некоторых других типах применения, где желательно иметь шнур с небольшим аэродинамическим сопротивлением, по аналогичным причинам ориентации, стабильности, стоимости или возможности повреждения.

Важно также исключить возможность полета участников вне воздушного столба и падение без поддержки на находящийся внизу пол. По этой причине самые современные вертикальные аэродинамические трубы выполнены так, что воздушный столб занимает все пространство от одной стенки полетной камеры до другой стенки.

Вертикальные аэродинамические трубы, используемые для имитации свободного падения, часто работают в чувствительном к шуму окружении, таком как парки аттракционов и торговые пассажи. Горизонтальные испытательные трубы можно располагать в удаленных местах, где они могут создавать столько шума, сколько необходимо.

В качестве развлекательных устройств имитаторы свободного падения вследствие ценовой конкуренции с другими аттракционами часто вынуждены работать почти непрерывно. Эти два фактора делают энергетическую эффективность критической для успешной коммерческой работы устройства имитации свободного падения. Энергетическая эффективность не так важна для горизонтальных аэродинамических труб, в которых постановка эксперимента часто занимает часы или дни с последующей работой трубы в течение нескольких минут для сбора требуемых данных.

Высота является главным ограничением устройств имитации свободного падения, которые выполнены вертикально и часто должны быть расположены в местах развлечения, которые имеют жесткие ограничения по высоте. Это не относится к горизонтальным испытательным аэродинамическим трубам, которые опираются на свою боковую сторону и могут быть успешно установлены далеко от мест скопления людей.

Наконец, известный уровень техники не ориентирован на дизайне этих систем с целью оптимизации возможности наблюдения со стороны зрителей в условиях тесного расположения аттракционов.

Для изготовления коммерчески выгодных вертикальных аэродинамических труб для имитации затяжного прыжка с парашютом необходимо: (1) приводить в движение достаточное количество воздуха и достаточно плавно для адекватного имитирования свободного падения для одного или нескольких человек в полетной камере; (2) устройство должно быть достаточно коротким и достаточно тихим для расположения там, где можно ожидать большого количества потенциальных клиентов; (3) потребление мощности должно иметь достаточно низкий уровень для обеспечения доступной цены для публики.

Эти противоречивые требования удовлетворяются в устройстве согласно изобретению. Высокие скорости воздуха необходимы в полетной камере для поддержки одного или нескольких человек. Однако перемещение воздуха через систему каналов с высокими скоростями приводит к образованию чрезвычайно большого количества шума и выделению тепла и требует огромной мощности. Следовательно, в большинстве современных аэродинамических труб расширяют и замедляют воздух сразу после полетной камеры для уменьшения расходуемой мощности, снижения генерирования шума и выделения тепла. Это может понижать расход мощности на более чем 60%, и только так можно реализовать вертикальные аэродинамические трубы, коммерчески прибыльные, в качестве развлекательных устройств или устройств имитации затяжного прыжка с парашютом.

Однако, если расширять поток воздуха в любой секции аэродинамической трубы слишком быстро, то поток разделяется и становится турбулентным, а не ламинарным. Это может приводить к ухудшению рабочих параметров всей системы, увеличению расхода энергии и ухудшению качества потока в такой степени, что устройство не будет адекватно имитировать настоящее свободное падение. Порог, при котором происходит это разделение потока в расширяющемся канале, достаточно хорошо определен в технической литературе; простыми словами, стенки расширительного конуса не должны расходится под углом более 9-12 градусов. По этой причине увеличение длины горизонтальных испытательных аэродинамических труб или высоты вертикальных аэродинамических труб способствует увеличению эффективности.

К сожалению, в то время как в горизонтальных системах это легко осуществлять, в вертикальных системах при этом резко увеличиваются конструктивные и эксплуатационные расходы и уменьшается количество мест, для которых можно получить разрешение на строительство. Следовательно, минимизация высоты при одновременной максимизации расширения и торможения воздушного потока после полетной камеры является ключевым моментом для обеспечения коммерческого успеха вертикальной аэродинамической трубы. Аналогичным образом, существенным является ограничение нахождения участников в безопасных зонах аэродинамической трубы без увеличения аэродинамического сопротивления и потребления энергии.

В уровне техники не известна конструкция, которая бы была достаточно короткой, бесшумной и пригодной для строительства в плотно используемых торговых и развлекательных центрах при сохранении достаточной эффективности с целью обеспечения коммерчески выгодной работы.

Приведенные выше примеры уровня техники и связанные с ними ограничения являются лишь иллюстрацией и не претендуют на полноту. Другие ограничения уровня техники станут ясными для специалистов в данной области техники при чтении описания и изучении чертежей.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту данного изобретения предлагается развлекательное устройство в виде вертикальной аэродинамической трубы, имеющей полетную камеру, расположенную на впускной стороне нескольких вентиляторов, которые, в свою очередь, соединены с несколькими расширяющимися возвратными воздушными каналами для максимизации тем самым эффективности при одновременной минимизации высоты развлекательного устройства.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая полетную камеру на впускной стороне вентиляторов для повышения скорости и качества воздушного потока при низком потреблении энергии и высокой безопасности для летающих.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, снабженная множеством небольших вентиляторов, установленных под углом с не параллельным выравниванием, вместо единственного, более дорогого и более сложного для технического обслуживания вентилятора.

Согласно следующему аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая один или несколько возвратных воздушных каналов для сохранения тепла, уменьшения расхода энергии, снижения шума и обеспечения работы в любых погодных условиях.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая один или два возвратных канала, хотя она может иметь большее число вентиляторов, чем возвратных каналов.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая вентиляторы, расположенные в низкопрофильных, диффузорных корпусах, которые позволяют устанавливать их возможно ближе друг к другу, так что с каждым возвратным воздушным каналом можно соединять более чем один вентилятор без необходимости длинных передаточных каналов, которые бы увеличивали высоту или ширину всей системы.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая пассивную систему обмена воздуха с регулируемыми впускными/выпускными створками, которые механически выбрасывают нагретый воздух из системы и всасывают более холодный окружающий воздух с целью максимально эффективного управления температурой внутри аэродинамической трубы с минимальной дополнительной работой вентиляторов.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, в которой регулируемые впускные/выпускные створки расположены так, что они могут также образовывать сопло или сужать поток, создавая тем самым благоприятный градиент давления между внутренним и наружным пространством трубы и улучшая обмен воздуха с целью эффективного управления температурой внутри аэродинамической трубы с минимальной дополнительной работой вентиляторов и без использования других, более дорогостоящих технологий охлаждения воздуха.

Согласно следующему аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая сеточный пол, выполненный из специально разработанных шнуров (предпочтительно стальных), которые создают меньшее аэродинамическое сопротивление и поэтому меньше шума, чем обычные шнуры.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая один или несколько верхних барьеров, реализованных из электронных компонентов, с нулевым аэродинамическим сопротивлением вместо физической сетки, предназначенных для предотвращения движения летающих слишком высоко в полетной камере и способных быстро изменять скорость воздуха для возвращения летающих обратно вниз и удерживания их на безопасном уровне.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая возможно меньшую общую высоту для любой заданной эффективности с целью уменьшения конструктивных затрат и соблюдения общих ограничений высоты зданий.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая оптимальную высоту за счет нерасположения первичного диффузора сразу после полетной камеры, а обеспечения возможно быстрого расширения воздуха без вызывания разделения воздуха с помощью большинства или всех компонентов после полетной камеры.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается вертикальная аэродинамическая труба, имеющая оптимальную высоту за счет возможно большего расширения воздуха без вызывания разделения при его прохождении через полетную камеру. Эту диффузорную полетную камеру можно считать также полетной камерой с нулевой высотой или испытательной секцией с нулевой длиной.

Согласно другому аспекту данного изобретения предлагается полетная камера нулевой высоты, в которой летающие могут летать в расширяющейся диффузорной камере с уменьшающейся скоростью воздуха при увеличении высоты полета, за счет чего в камере образуется самоулавливающийся поток для замедления летящего человека при его снижении.

Согласно одному аспекту устройства согласно изобретению предлагается шнур с уменьшенными аэродинамическим сопротивлением и шумом в движущемся воздухе.

Другие аспекты данного изобретения следуют из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, образующие часть данного описания, в которых подобными позициями обозначены соответствующие части в различных проекциях.

Для уменьшения риска выпадания участников из воздушного столба и получения повреждений воздушный столб проходит по всей ширине от одной стенки полетной камеры до другой ее стенки. Этот воздушный поток «от стенки до стенки» уменьшает также аэродинамическое сопротивление воздушному потоку у кромок и увеличивает эффективность всей системы. Воздушный поток проходит через плетеный из шнура пол в полетную камеру. Плетеный пол обеспечивает опору для пользователей, когда воздушный поток в камере является не достаточным для их поддержки. Плетеный пол выполнен из шнуров с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением, содержащих комплект круглых прядей с особой ориентацией и с особыми размерами. Эти шнуры можно использовать также в любом применении, где требуется уменьшенное аэродинамическое сопротивление в воздухе.

На или вблизи верхнего (или выходного) конца полетной камеры предусмотрена «виртуальная сетка», содержащая один или несколько электронных (предпочтительно оптических) датчиков, для мониторинга положения пользователей внутри полетной камеры. В раскрываемом варианте выполнения система управления автоматически уменьшает скорость, если пользователи летят в полетной камере слишком высоко.

Полетная камера может быть круглой, овальной или многоугольной и может иметь площадь от немного меньше 75 квадратных футов до более 160 квадратных футов. В полетной камере могут одновременно находиться до 6 пользователей. Скорость воздушного потока в полетной камере может достигать свыше 160 миль в час, что обеспечивает полную поддержку до 6 пользователей. В предпочтительном варианте выполнения одна или несколько стенок полетной камеры включают или содержат плоские или изогнутые окна, выполненные из прозрачного плексигласа (Plexiglas®), акриловой пластмассы, стекла или аналогичного прозрачного материала высокой прочности. Когда они имеются, то окна обеспечивают неограниченный обзор действий, происходящих в полетной камере.

Вблизи полетной камеры имеется промежуточная площадка. Полетная камера имеет входной проем и выходной проем к промежуточной площадке, через которые пользователь или несколько пользователей могут входить и выходить из полетной камеры. В некоторых вариантах выполнения, в которых замена участников в полетной камере может быть менее частой, эти проемы могут быть оборудованы дверьми, которые скользят, свертываются или по-другому движутся для закрывания одного или обоих проемов. Пользователи ожидают на промежуточной площадке своей очереди попадания в полетную камеру. Промежуточная площадка имеет прозрачные окна, так что можно наблюдать за полетом любого человека внутри полетной камеры, не входя на промежуточную площадку. Промежуточная площадка имеет одну или несколько дверей, которые периодически открываются для обеспечения выхода участников из всей системы. Промежуточная площадка может быть также оборудована, не обязательно, пристроенной или вторичной промежуточной площадкой. Она создает воздушный шлюз, который позволяет входить и выходить группам из промежуточной площадки наружу без остановки воздушного потока.

Зона над (ниже по потоку) каждой дверью в верхней секции полетной камеры может включать перфорированную панель, которая обеспечивает альтернативный путь прохождения воздушного потока, когда пользователи входят или выходят из полетной камеры. В предпочтительном варианте выполнения небольшой дефлектор расположен ниже (перед) плетеного из шнура дна как раз под каждым проемом между полетной камерой и промежуточной площадкой для минимизации количества воздуха, проходящего между ними, и уменьшения величины необходимого выравнивания.

Управление вентиляторами и другими управляющими элементами можно выполнять с промежуточной площадки, из полетной камеры или из присоединенного или удаленного поста управления. Управление вентиляторами осуществляется для обеспечения необходимой скорости воздушного потока через полетную камеру.

Непосредственно над перфорированной секцией расположен первичный расходящийся диффузор. Первичный диффузор расходится под углом примерно 3,5-5 градусов от главной оси с образованием эквивалентного конусного угла от 7 до 10 градусов. Увеличивающаяся площадь поперечного сечения уменьшает скорость воздушного потока от полетной камеры к вентиляторам. Над (или после) первичным диффузором находится верхняя коллекторная камера, которая может включать первый набор высокоэффективных отклоняющих лопастей. В единичной возвратной системе эти отклоняющие лопасти (или просто коллекторная камера, если лопасти не используются) изменяют направление воздушного потока из по существу вертикального в по существу горизонтальное. В множественной возвратной системе эти лопасти (или просто коллекторная камера, если лопасти не используются) разделяют поток воздуха в основном на равные потоки и отклоняют каждый поток из по существу вертикального направления в по существу горизонтальное направление.

Затем воздушный поток проходит через впускные каналы к вентиляторам. Впускной канал вентиляторов преобразует поток из примерно квадратного или примерно прямоугольного в примерно круговой. В предпочтительном варианте выполнения впускные каналы вентиляторов действуют в качестве диффузоров, расширяющих возможно больше площадь потока без разделения потока. Вентиляторы предпочтительно являются высокоэффективными осевыми вентиляторами, хотя можно использовать любой вентилятор, предназначенный для работы в аэродинамической трубе. В предпочтительном варианте выполнения корпуса вентиляторов действуют в качестве диффузоров и имеют такие размеры, что с учетом площади в центре вентилятора, закрытой носовым конусом, центрального тела вентилятора и заднего конуса чистая площадь потока через вентиляторы по возможности увеличивается без разделения потока. Управление скоростью потока через аэродинамическую трубу согласно изобретению осуществляется посредством изменения наклона вентиляторов или посредством изменения скорости вращения вентиляторов.

Воздушный поток проходит через вентиляторы и затем в выходные каналы, которые также преобразуют поток из примерно круглого в примерно квадратный или прямоугольный. В предпочтительном варианте выполнения выходные каналы действуют в качестве диффузоров, возможно больше расширяющих поток воздуха без разделения потока. Воздушный поток проходит через ряд выходных каналов во второй комплект высокоэффективных отклоняющих лопастей (если они используются), которые поворачивают поток из по существу горизонтального направления в по существу вертикальное направление.

Затем воздушный поток входит в возвратные каналы для воздуха. В предпочтительном варианте выполнения эти возвратные воздушные каналы также имеют форму расходящихся диффузоров, возможно больше расширяющих воздушный поток без вызывания разделения потока. В предпочтительном варианте выполнения каждый такой возвратный воздушный канал имеет механизм обмена воздуха, состоящий из четного числа жалюзи, расположенных на противоположных поверхностях возвратного воздушного канала. Они расположены так и имеют такие размеры, что совместно они образуют сопло или внезапное ограничение в площади потока в точке расположения жалюзи. Это сопло [увеличивает] уменьшает [динамическое] статическое давление в этой точке системы и способствует выведению нагретого воздуха из аэродинамической трубы через выпускные жалюзи. Это понижает давление в системе и помогает впускным жалюзи втягивать более холодный окружающий воздух снаружи системы. Это расположение обеспечивает замену нагретого воздуха в системе более холодным окружающим воздухом, что позволяет пользователю регулировать температуру в полетной камере для комфорта летающих без необходимости дорогостоящих альтернативных решений, таких как кондиционирование воздуха или испарительное охлаждение.

На нижнем (или выходном) конце возвратных воздушных башен воздух снова проходит через комплект отклоняющих лопастей (или просто через канал с поворотом на 90°, если лопасти не используются), которые изменяют направление воздуха из по существу вертикального в по существу горизонтальное. Затем воздух входит в нижнюю коллекторную камеру, которая может действовать также в качестве расходящегося диффузора для возможно большего расширения воздушного потока без разделения потока. У конца или (выходного) конца нижней коллекторной камеры воздух снова проходит через комплект отклоняющих лопастей (или просто через канал с поворотом на 90°, если лопасти не используются), которые изменяют направление воздуха из по существу горизонтального в по существу вертикальное. В множественных возвратных системах в этой точке снова объединяются потоки.

Затем воздух проходит во впускной участок сжатия. Это имеющее форму воронки или колокола устройство быстро уменьшает площадь потока и ускоряет воздух до его максимальной скорости непосредственно перед полетной камерой. Здесь снова аэродинамические законы определяют, насколько быстро можно уменьшать эту площадь потока без ухудшения качества этого потока.

Краткое описание чертежей

На чертежах изображено:

фиг.1 – устройство имитации с единичным возвратом в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.2 – разрез варианта выполнения согласно фиг.1;

фиг.3 – полетная камера согласно фиг.1 в изометрической проекции;

фиг.4 – участок сжатия с овальным выходом и прямоугольным входом на виде сверху;

фиг.5 – схема овального/многоугольного выхода участка сжатия воздушного потока;

фиг.6 – схема овального выхода участка сжатия воздушного потока;

фиг.7 – схема овальной зоны наблюдения;

фиг.8 – промежуточная площадка с двойным воздушным шлюзом в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.9 – схема регулятора температуры;

фиг.10 – разрез регулятора температуры согласно фиг.9 на виде сбоку;

фиг.11 – дефлектор на входных дверях полетной камеры в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.12 – дефлектор в увеличенном масштабе;

фиг.13 – разрез вентилятора и корпуса на виде сбоку;

фиг.14 – разрез двух вентиляторов и корпусов, установленных с расхождением от центральной линии между ними, на виде сбоку;

фиг.15 – устройство имитации с двумя возвратными путями в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.16 – разрез варианта выполнения согласно фиг.15;

фиг.17 – схема устройства имитации с двумя V-образными возвратными путями;

фиг.18 – схема устройства имитации с двумя V-образными возвратными путями в галерее магазинов;

фиг.19 – схема устройства имитации множественной конфигурации в здании;

фиг.20 – наблюдательная зона типа галереи для устройства имитации в изометрической проекции на виде сбоку;

фиг.21 – схема системы с двумя участками сжатия (один подземный и другой горизонтальный);

фиг.21А – разрез по линии 21А-21А на фиг.21;

фиг.22 – плетеный из шнура пол в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.23 – схема системы датчиков пола/выключения;

фиг.24 – скругленный диффузор в изометрической проекции на виде сверху;

фиг.25 – схема круизного судна, имеющего устройство имитации с водяным охлаждением;

фиг.26 – первый вариант выполнения шнура с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением в изометрической проекции на виде сбоку;

фиг.27 – второй вариант выполнения шнура;

фиг.28 – третий вариант выполнения шнура;

фиг.29 – поперечное сечение шнура с одной наружной прядью, имеющей размер, отличающийся от других наружных прядей;

фиг.30 – поперечное сечение другого варианта выполнения шнура с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением;

фиг.31 – поперечное сечение другого варианта выполнения шнура с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением с единственным большим проводом;

фиг.32 – поперечное сечение другого варианта выполнения шнура с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением с двумя меньшими проводами;

фиг.33 – шнур с большой прядью в изометрической проекции;

фиг.34 – шнур с двумя меньшими прядями в изометрической проекции;

фиг.35 – график уменьшения аэродинамического сопротивления некоторых раскрываемых шнуров.

Перед подробным описанием раскрываемого варианта выполнения данного изобретения следует отметить, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями показанных частных систем, поскольку возможны другие варианты выполнения изобретения. Кроме того, используемая при этом терминология используется с целью описания, но не ограничения.

Подробное описание чертежей

На фиг. 1 показано устройство 1 имитации, в котором высота h₁ предпочтительно находится в диапазоне около 50-120 футов. В некоторых установках все компоненты могут быть под землей на уровне G₁ или G₂. Полетная камера 10 может быть выполнена полностью или частично с прозрачными панелями. Если уровень земли G₂, то в зоне d₁ может быть образован непрозрачный пьедестал высотой около 7 футов. Этот вариант выполнения создает в галерее магазинов притягательный вид полета человека в полетной камере 10. Этот дизайн привлекает новых желающих полетать, готовых оплачивать ощущение имитации затяжного прыжка с парашютом в полетной камере 10. Пунктирная линия R обозначает крышу, где могут быть установлены компоненты над уровнем R для уменьшения шума. Пунктирная линия W представляет стену, при этом компоненты за стеной W могут быть изолированы от полетной камеры 10 для уменьшения шума вблизи полетной камеры 10.

Большинство полетных камер согласно уровню техники имеют параллельные стенки в полетной камере, так что опытные летающие могут практиковать маневры при постоянной скорости ветра около 140 миль в час. Имитационное устройство 1 имеет полетную камеру «нулевой высоты» вдоль возвышения 11. Возвышение 11 является линией, которая соединяет участок 9 сжатия воздушного потока с диффузором 10, при этом диффузор 10 имеет расходящиеся стенки 20, 21, 22 и так далее служит также в качестве полетной камеры 10.

Номинально скорость воздуха на линии 11 составляет около 140 миль в час, что является максимальной скоростью в имитационном устройстве. При перемещении летающего в полетной камере 10 выше к вершине полетной камеры 10 до стыка 110 скорость воздуха падает до около 120 миль в час. Летающие могут изменять профили своего аэродинамического сопротивления от максимально раскинутого положения орла в минимальное положение свернувшегося клубком человека. Таким образом, если летающий поднимается к вершине полетной камеры 10, а затем изменяет свое аэродинамическое сопротивление до свернувшегося клубком человека, то он падает вниз. Диффузорная форма полетной камеры 10 обеспечивает самотормозящуюся систему за счет увеличения скорости воздуха при каждом снижении в полетной камере 10. На линии 11 предусмотрена защитная сетка.

Отклоняющий участок 2 примыкает к диффузору 10 в соединении 110. В отклоняющем участке 2 воздух отклоняется от вертикального в горизонтальное направление. Все отклоняющие участки 2, 4, 6, 8 изменяют направление воздуха на около 90°.

Узел 3 вентиляторов ускоряет воздух, возможно, с помощью двух расположенных рядом друг с другом вентиляторов. Базовые динамические характеристики в имитационном устройстве с возвратом воздуха включают компромиссы относительно эффективности использования энергии, шума и размеров. В простейшей конструкции пытаются удерживать полную скорость воздушного потока во всем контуре имитационного устройства. Однако придется увеличить высоту, шум будет чрезвычайно сильным и будет очень большим тепло от трения в коллекторных камерах. Поэтому для более эффективной работы необходимо замедлять воздух во время его прохождения через контур имитационного устройства посредством увеличения площадей поперечного сечения коллекторной камеры для обеспечения коммерчески приемлемой высоты h₁, а также шумности, при одновременном использовании вентиляторов минимально возможной мощности.

Отклоняющие участки 2, 4, 6, 8 в основном не имеют расходящихся стенок по соображениям стоимости конструкции. Сегмент 300 корпусов вентиляторов и вентиляторная секция 3 имеют расходящиеся стенки. Верхняя коллекторная камера 30 имеет расходящиеся стенки. Вертикальная возвратная коллекторная камера 5 имеет расходящиеся стенки. Нижняя коллекторная камера 7 не имеет расходящихся стенок по причинам стоимости конструкции. Нижняя коллекторная камера 7 может иметь расходящиеся стенки.

Участок 9 сжатия воздушного потока имеет сходящиеся стенки для снижения площади поперечного сечения коллекторной камеры, за счет чего воздух ускоряется до около 140 миль в час для имитации полета. Воздушный вход 12 впускает окружающий воздух для охлаждения воздуха в имитационном устройстве.

На фиг.2 показана схема внутренней работы имитационного устройства 1. Воздушный поток обозначен стрелками F. Отклоняющие лопасти 200, 201, 202, 203 изменяют направление воздушного потока каждая на 90°. Два вентилятора 40, 41 схематично показаны установленными горизонтально рядом друг с другом в своем корпусе 3 (смотри фиг.13 в изометрической проекции), в котором правый после вентиляторов диффузор 300 коллекторной камеры расширяет и замедляет поток воздуха. Сужение продолжается в верхней коллекторной камере 30, затем в вертикальной возвратной коллекторной камере 5 и, наконец, в полетной камере 10.

Предусмотрена система пассивного регулирования температуры за счет направленных вниз по потоку жалюзи 120 воздушного входа 12. Дополнительно к этому воздушный выход имеет жалюзи 260, направленные вверх по потоку. За счет установки входа 12 над противоположным выходом 26 жалюзи 120, 260 образуют сужающееся сопло, создавая тем самым зону V пониженного статистического давления после входа 12. Поэтому окружающий воздух втягивается (пассивно) в имитационное устройство 1 без использования дополнительного вентилятора.

На фиг.3 показан диффузор/полетная камера 10 в форме многоугольника (восьмиугольника) на виде от основания В. Основание В покрыто защитной сеткой. Стенки 20, 21, 22 и далее расходятся под оптимальным аэродинамическим углом в диапазоне около 7-12° друг от друга. Верх полетной камеры 10 виден по стрелке 110 в виде прямоугольника. Все или некоторые стенки 20, 21, 22 и далее могут быть прозрачными.

Как показано на фиг.4, участок 400 сжатия воздушного потока имеет предпочтительную конструкцию с прямоугольным входом 401 и овальным выходом 402. Переходные стенки 403 контактируют с воздушным потоком от входа 401 до выхода 402. Предпочтительно высота h₂ (смотри фиг.2), которая иногда находится под землей, равна длине d₄. Эта комбинация формы и размеров обеспечивает эффективное по стоимости сочетание для относительно небольшого по высоте и коммерчески выгодного имитационного устройства 1.

Как показано на фиг.5, 6, 7, понятие «овальный выход» устройства сжатия воздушного потока относится к любой подобной овалу форме, такой как многоугольный овальный выход 500 и чисто овальный выход 600. Овалоподобная форма обеспечивает бльшую зону 700 наблюдения по сравнению с круглым выходом, имеющим одинаковую площадь поперечного сечения. Зона 701 включает промежуточную и входную площадку. Дно В1 полетной камеры может быть расположено в галерее с дорогостоящим пространством, в котором большая зона 700 обзора имеет значительную коммерческую ценность.

Как показано на фиг.8, двухступенчатая промежуточная камера 800 состоит из дна В2 полетной камеры, при этом стенка 809 полетной камеры имеет окна 810 и входы 806, 807 для пользователей. Входы 806, 807 могут не иметь дверей или иметь шарнирные или раздвижные двери. Когда двери 801, 805 закрыты, то нет необходимости выключать вентиляторы для обеспечения летающим входа/выхода из полетной камеры 10. Окружающее давление обозначено позицией А. Двери 801, 805 открываются из окружения А в первое промежуточное пространство 802 и второе промежуточное пространство 804. Двери 803 разделяют промежуточные пространства 802, 804. Во время работы группа пользователей может входить в пространство 804 при закрытой двери 803, затем дверь 805 закрывается. Затем пользователи могут входить в пространство 802 при закрытых дверях 801, 805. Используются входы 806, 807 для пользователей.

Как показано на фиг.9, 10, система 1000 регулирования температуры состоит из коллекторной камеры 5, имеющей воздушный поток F. Выход 26 расположен напротив входа 12, но слегка вверх по потоку на расстоянии d11, определяемом параметрами конструкции. Жалюзи 120, 260 предпочтительно выполнены с возможностью управления из помещения управления для изменения обмена воздухом из окружения «А» в коллекторную камеру 5. Входной объем I воздуха должен приблизительно равняться выходному объему О воздуха. Увеличение статического давления V обеспечивается сжатием и ускорением воздуха в сопле N.

Система обмена воздухом, используемая в раскрываемых аэродинамических трубах с замкнутым контуром, состоит из двух больших жалюзи в каждом возвратном плече аэродинамических труб: выпускных жалюзи и впускных жалюзи. Выпускные и впускные жалюзи расположены и ориентированы так, что имеется благоприятное взаимодействие между ними. Это расположение составляет новизну системы.

Передняя кромка выпускных жалюзи отклоняется в тоннель и забирает воздух изнутри тоннеля. Впускные жалюзи расположены на противоположной стенке тоннеля относительно выпускных жалюзи. Ее шарнирная линия выровнена с передней кромкой выпускных жалюзи. Задняя кромка впускных жалюзи отклоняется в тоннель. Они отклоняются на большую величину, чем выпускные жалюзи, вызывая увеличение скорости внутреннего потока воздуха посредством создания сопла N. Это является ключевым моментом. Это увеличение скорости приводит к уменьшению внутреннего статического давления (закон Бернулли). Низкое внутреннее статическое давление (ниже атмосферного) приводит к всасыванию воздуха во вход. Впускные жалюзи имеют, по меньшей мере, ту же хорду или длину, что и выпускные жалюзи. При некоторых конфигурациях аэродинамической трубы желательно, чтобы впускные жалюзи имели большую длину или хорду, чем выпускные жалюзи, для уменьшения требуемого отклонения.

Обычные обменники воздуха аэродинамических труб имеют выпуск и впуск в отдельных секциях аэродинамической трубы, или же если они находятся в одной и той же части аэродинамической трубы, то нет благоприятного взаимодействия между двумя жалюзи для вызывания этого желательного падения внутреннего статического давления. В других конструкциях применяют экран или другое создающие аэродинамическое сопротивление устройство после выпускного отверстия и перед впускным отверстием для обеспечения падения внутреннего статического давления с целью всасывания наружного воздуха в тоннель. Хотя это и работает, но является весьма неэффективным. Это приводит к нежелательной потере общего давления и к ожидаемому ухудшению характеристик тоннеля. Часто имеется дополнительный канал, необходимый для управления внутренним статическим давлением, который увеличивает стоимость конструкции. Данное изобретение исключает эти проблемы и обеспечивает желаемый обмен воздуха с минимальными потерями мощности.

Как показано на фиг.11, 12, дефлектор 1100 расположен вдоль нижней кромки входа 1101, 1102 для пользователей с целью уменьшения потока воздуха из полетной камеры в пространство 802 и тем самым для минимизации полостного резонанса в пространстве 802. Дефлектор 1100 имеет наклонную переднюю кромку 1103. Передняя кромка 1103 наклонена в полетную камеру 10 в направлении вниз по потоку. Полетная камера 10 может быть круглой или многоугольной, как показано на фиг.11. Не обязательно, дефлектор 1196 может быть установлен на верху двери, при этом он изгибается внутрь промежуточной площадки из полетной камеры.

На фиг.13, 14 показаны вентиляторы 40, 41 согласно фиг.2 в своем предпочтительном выполнении. Они ориентированы друг от друга относительно показанной центральной линии. Плоскости Р41, Р42 вентиляторов наклонены вниз по потоку с образованием острого угла Р43. Обтекатель (конус) 1300 вентилятора имеет расходящиеся стенки 1302 после ближайшего к лопасти 1301 сегмента. Номинальный размер W1 может составлять 2,62 м (103 дюйма), а W2 – 3,10 м (122 дюйма). Не параллельное положение осей помогает располагать два кожуха 1300 вентиляторов ближе друг к другу посредством перемещения передней части 149 вентилятора 41 к пунктирной линии 1499. Это уменьшает расстояние между двумя столбами воздуха из вентиляторов, что уменьшает длину и высоту возвратной коллекторной камеры. Лопасть 1301 может быть спереди.

На фиг.15, 16 показано имитационное устройство 1500 с двумя путями возврата. Функционально эквивалентные компоненты с имитационным устройством 1 с одним возвратным каналом обозначены аналогичными позициями и не требуют описания.

В этом частном варианте выполнения полетная камера 1503 имеет параллельные стенки вместо расходящихся стенок с целью обеспечения относительно постоянного воздушного потока между ними. Над полетной камерой 1503 находится диффузор 1504, который соединяется с двойным отклоняющим устройством 1505. Двойное отклоняющее устройство 1505 имеет две расходящиеся лопасти 1507, 1508. Система 1521 каналов поддерживает вентиляторы 40, 41. Верхние диффузоры 1520 обеспечивают соединение с отклоняющими устройствами 2, 4, как показано на фиг.15. Каждая левая и правая вертикальная возвратная коллекторная камера 5 имеет систему 1000 регулирования температуры.

Нижние коллекторные камеры 7 соединены каждая с двойным отклоняющим устройством 1501. Двойное отклоняющее устройство 1501 имеет две расходящиеся лопасти 1505, 1506. Устройство 1502 сжатия воздушного потока ускоряет воздушный поток, направляемый в полетную камеру 1503. Большая полетная камера 1503 обеспечивает поддержку с помощью четырех показанных вентиляторов, по сравнению с показанным на фиг.2 вариантом выполнения с двумя вентиляторами.

Как показано на фиг.17, имитационное устройство 1700 с двумя возвратными каналами имеет полетную камеру 1701 с летающим человеком 1704 в ней. Компоненты 1702, 1703 возврата воздуха, как показано на этом виде сверху, образуют V-образную конфигурацию (угол 1705 является острым углом), исходящую от полетной камеры 1701. Один вариант использования этого имитационного устройства 1700 заключается в его расположении в общественной пешеходной зоне PW, как показано на фиг.17, при этом зона VA обзора находится непосредственно в пешеходной зоне PW, в то время как компоненты 1702, 1703 акустически изолированы и спрятаны за стеной W. Как указывалось выше, вентиляторы и соответствующе системы каналов могут быть расположены на крыше.

Как показано на фиг.18, другое V-образное имитационное устройство 1800 установлено в другом галерейном окружении. Пешеходная зона PW расположена в дорогостоящем пространстве вдоль зоны 1805. Менее дорогостоящее галерейное пространство 1899 может иметь складские помещения, и там могут быть расположены компоненты 1801, 1802 возврата воздуха. За наружной стеной WOUT расположены компоненты 1803, 1804 возврата воздуха, как показано на фиг.18.

Как показано на фиг.19, стена W образует замкнутую зону, обозначенную как PUBLIC (публика). Показаны возможные конфигурации имитационных устройств 1 и 1500. Летающие люди 1704 могут образовывать захватывающую развлекательную зону внутри помещения, обозначенную как PUBLIC.

На фиг.20 показан вид имитационного устройства 1 согласно фиг.1, при этом галерея 2000 имеет пешеходную зону PW. Понятие «галерея» включает в данном случае развлекательный пассаж с большим количеством народа, включающий развлекательные парки, театральные комплексы, семейные развлекательные центры и территории колледжей. Уровень G2 земли образует зону d₁ пьедестала, так что публика смотрит вверх в полетную камеру 10. Зона 2001 продажи билетов может вписываться в ряд других магазинов. Стена W и земля G2 экранируют компоненты 5, 6, 7, 8, показанные пунктирными линиями.

На фиг.21 и 21А показано двухступенчатое устройство сжатия воздушного потока. Первая ступень 2111 устройства сжатия является горизонтальной и питает отклоняющее устройство 8. Вторая ступень 2112 устройства сжатия является вертикальной и питает полетную камеру 10. В имитационном устройстве 2110 первая ступень 2111 устройства сжатия может быть расположена под землей. Результатом является меньший шум и меньшая высота второй ступени 2112 устройства сжатия. Данное изобретение может обеспечивать меньшую общую высоту имитационного устройства 2110.

Как показано на фиг.22, промежуточная площадка 2200 имеет полетную камеру 2202 с дном В, состоящим из плетеной сетки 2201.

В одном варианте выполнения плетеная сетка, образующая пол полетной камеры, является решеткой 2х2 фута (60х60 см), сплетенной из самолетного шнура из нержавеющей стали размером 3/32-17. Один или оба конца шнура проходят через пружину сжатия в зависимости от условий конкретного применения. 122 шнура образуют показанный пол аэродинамической трубы. Число шнуров зависит от формы и размера полетной камеры 2202, максимального количества пользователей, предусмотренного для полетной камеры, и других конструктивных условий.

Сжатие пружин регулируется для обеспечения правильной упругости пола с целью повышения безопасности, если пользователь потеряет устойчивость и упадет на плетеный из шнура пол.

Обзорные стенки аэродинамической трубы

Имеется 11 больших акриловых панелей размером 1-1/4 дюйма (31 мм), которые позволяют контролеру, пользователям и зрителям на промежуточной площадке или в зоне обзора наблюдать за действиями в полетной камере в изображенном варианте выполнения. Число панелей зависит от конкретной установки. Имеется большая акриловая панель, позволяющая зрителям видеть помещение управления.

Как показано на фиг.23, полетная камера 10 имеет датчик 2600, в котором используется энергия волн (световых, радио-, звуковых, ультрафиолетовых и так далее) для обнаружения пользователей, перемещающихся слишком высоко в полетной камере 100. Контроллер 2602 может состоять из простой логики включения/выключения, или модулятора тока или подобного для временного уменьшения воздушного потока для опускания пользователя ниже в полетной камере. Контроллер 2602 может также открывать аварийную дверь 2604 в окружение. Можно использовать также плетеную сетку 2605 для предотвращения перемещения летающих слишком высоко.

Как показано на фиг.27, другой диффузор 2700 может также служить в качестве полетной камеры. Стенки 2701 выполнены из трехдюймовых акриловых панелей. Овальный выход 2702 имеет изогнутые кромки.

Как показано на фиг.25, судно 2850 имеет имитационное устройство 2801 с системой 2800 охлаждения морской водой. Вход 2851 для морской воды питает теплообменник 2853 в имитационном устройстве через контроллер 2852 потока. Датчик 2854 температуры связан с контроллером 2802 для удерживания температуры воздуха на заданном значении посредством управления контроллером 2852 потока.

На фиг.26, 27, 28 показаны отдельные конструкции шнура, которые могут образовывать плетеную сетку. Из основ аэродинамики следует, что крыловидный профиль уменьшает аэродинамическое сопротивление в противоположность тупому или плоскому профилю. Шнур 2300 имеет стандартный скрученный из элементов сердечник 2301 с наружной спиральной обмоткой 2302, как показано на фиг.26.

На фиг.27 показан шнур 2400 с модифицированным скрученным из элементов сердечником 2401 с отсутствующим одним спиральным элементом 2402.

На фиг.28 показан шнур 2500, имеющий модифицированный скрученный сердечник 2501 с отсутствующими двойными спиральными элементами 2502.

На фиг.29 показан вариант выполнения шнура 2900, имеющего 18 прядей. Пряди 2901 образуют наружный периметр шнура и имеют примерно одинаковый диаметр d₁, который составляет в показанном варианте выполнения примерно 0,4826 мм (0,019 дюйма). Прядь L19 завершает наружный периметр шнура и имеет диаметр d₂, который отличается от диаметра d₁. В показанном на фиг.29 варианте выполнения прядь L19, изображенная сплошной линией, имеет большой диаметр около 0,7112 мм (0, 28 дюйма). Прядь L19a, показанная пунктирными линиями, имеет диаметр, меньший диаметра прядей 2901.

Диаметр d₂ должен отличаться от диаметра d₁, по меньшей мере, на 10%, более часто диаметр d₂ должен отличаться от диаметра d₁ на 25% или больше. В тех вариантах выполнения, где d₂ больше d₁, d₂ может составлять до 250% от d₁. Другие величины изменения размера имеют аналогичные последствия. Когда d₂ меньше d₁, то минимальная величина d₂ определяется конструктивными условиями. Прядь L19a должна иметь достаточный диаметр, чтобы не разрушаться при использовании и удерживать две смежные пряди 2901, по меньшей мере, на минимальном расстоянии друг от друга. Число прядей зависит от применения шнура, в котором они используются. В принципе, можно в соответствии с данным изобретением изготавливать шнуры с 6 или более прядями, выполняющие соответствующие функции.

Внутренние пряди 2902, 2903 могут иметь диаметр, отличающийся от диаметра прядей 2901, и образовывать сердечник шнура 2900. Центральная прядь 2903 может иметь диаметр, отличающийся от диаметра прядей 2902. При этом не имеет значения, какую величину имеет диаметр внутренних прядей 2902 и 2903 относительно диаметра d₂ пряди L19.

В показанном варианте выполнения шнура 2900 с прядью L19 отношение d₂/d₁ составляет около 1,47, при этом диаметр d₃ примерно на 10% больше равномерного стандартного диаметра d₄. Шнур 2900 является скрученным из прядей шнуром, при этом прядь L19 образует спиральный гребень, показанный на фиг.29.

На фиг.30 показан шнур 3000, имеющий прядь L30 с большим наружным периметром, показанную сплошной линией, с диаметром d₅. В показанном варианте выполнения d₅ составляет 0,863 мм (0,034 дюйма). Диаметр d₁ такой же, как на фиг.25. Отношение d₅/d₁ составляет около 1,79. Длина d₆ составляет около 0,5055 мм (0,0199 дюйма) над выступом S поверхности периметра в показанном варианте выполнения.

На фиг.30 показаны пунктирными линиями также пряди L30a с диаметром d₅, составляющим менее 50% от d₁. В этом варианте выполнения используются две или более прядей L30a для удерживания открытым зазора G. На фиг.34 показан в изометрической проекции шнур 3000 с двумя прядями L30a, при этом зазор G образует спиральную канавку.

На фиг.32 показан другой вариант выполнения шнура 3010. Наружные пряди 3011, внутренние пряди 3012 и 3013 образуют основную структуру шнура 3010. Пряди L301a имеют диаметр, меньший 50% диаметра прядей 3011. Вместо нахождения обеих прядей L301a в единственном зазоре G, как на фиг.30, пряди L301a расположены по обеим сторонам шнура 3010 с образованием спиральных канавок.

На фиг.33 показан в изометрической проекции спиральный гребень L19.

При работе аэродинамической трубы воздух со скоростью свыше 20 миль в час проходит под углом около 90° к шнуру, который образует сплетенный из шнура пол/защитную сетку, показанную на фиг.22 (2022). Для всех описанных шнуров направление прихода воздуха не является критическим для работы. Кроме воздушного потока, проходящего непосредственно вниз по длине шнура, все другие направления воздушного потока над кабелем приводят, по меньшей мере, к некоторому уменьшению аэродинамического сопротивления.

На фиг.31 показан шнур 3300 с 15 прядями. Пряди 3301 образуют наружный периметр совместно с прядью L31. Пряди 3302 и 3303 образуют внутренний сердечник шнура 3300. Прядь L31 может иметь меньший диаметр, чем прядь L31 (не изображена).

Раскрытые шнуры можно использовать в любой аэродинамической трубе или в других условиях, где желательно использовать шнур с меньшим аэродинамическим сопротивлением, чем обычный шнур, когда он проходит через воздух или воздух проходит над шнуром, не обязательно в рециркуляционных аэродинамических трубах.

На фиг.35 изображен график, показывающий зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления от динамического давления. Во всех испытательных шнурах большинство прядей в шнуре имели диаметр примерно 0,019 дюйма. Линия 3401 показывает стандартный скрученный из проволоки шнур. Линии 3403 и 3405 показывают шнуры 2300 со спиральной прядью 2302, обернутой вокруг периметра. Линия 3402 показывает шнур согласно фиг.30 с диаметром d₅ в 0,035 дюйма. Линия 3402 показывает шнур согласно фиг.30 с диаметром d₅ в 0,035 дюйма. Линия 3404 показывает шнур согласно фиг.29 с диаметром d₂ в 0,025 дюйма.

Раскрытые шнуры в целом не намного дороже в изготовлении, чем стандартный шнур того же размера. Поэтому любое уменьшение аэродинамического сопротивления и шума и любая соответствующая экономия энергии, которая является результатом использования шнура с низким аэродинамическим сопротивлением, приводят к непосредственной экономии.

Хотя данное изобретение было описано применительно к показанным вариантам выполнения, возможны многочисленные модификации и изменения при сохранении объема охраны изобретения. Никакое ограничение относительно специальных вариантов выполнения, раскрытых здесь, не предназначено для обобщающих выводов. Каждый вариант выполнения раскрытого здесь устройства имеет множество эквивалентов.

Формула изобретения

1. Устройство для имитации затяжных прыжков с парашютом с вертикальной аэродинамической трубой, содержащее
коллекторную камеру для циркуляции воздушного потока, имеющую в основном прямоугольную конфигурацию;
вертикальную полетную камеру (10, 1503, 1701, 2202), способную поддерживать, по меньшей мере, одного человека, расположенную внутри первого вертикального бокового элемента коллекторной камеры в основном прямоугольной конфигурации;
по меньшей мере, один узел (3) вентиляторов, при этом, по меньшей мере, один узел (3) вентиляторов содержит несколько вентиляторов (40, 41), расположенных рядом друг с другом.

2. Устройство по п.1, в котором каждый вентилятор (40, 41) узла (3) вентиляторов расположен не параллельно соседнему вентилятору и на расстоянии от центральной линии между ними.

3. Устройство по п.2, в котором непараллельное расположение вентиляторов (40, 41) узла (3) вентиляторов обеспечивается тем, что плоскости (Р41, Р42) вентиляторов (40, 41) наклонены вниз по потоку с образованием острого угла (Р43).

4. Устройство по любому из пп.1-3 в котором каждый вентилятор (40, 41) узла (3) вентиляторов расположен в корпусе (1300) вентилятора, действующем в качестве диффузоров и имеющем такие размеры, что с учетом площади в центре вентилятора, закрытой носовым конусом, центрального тела вентилятора и заднего конуса чистая площадь потока через вентиляторы по возможности увеличивается без разделения потока.

5. Устройство по любому из пп.1-3, в котором вентиляторы расположены не параллельно для уменьшения расстояния между двумя столбами воздуха из вентиляторов.

6. Устройство по любому из пп.1-3, в котором полетная камера (10, 1503, 1701, 2202) расположена на впускной стороне узла (3) вентиляторов.

7. Устройство по п.6, в котором узел (3) вентиляторов установлен горизонтально в верхнем элементе (3) коллекторной камеры в основном прямоугольной конфигурации.

8. Устройство по любому из пп.1-3, в котором каждый из возвратного канала верхнего элемента (30), первого вертикального бокового элемента, возвратного канала второго вертикального бокового элемента (5) коллекторной камеры имеет расходящийся сегмент стенки для расширения циркулирующего воздуха при одновременном сохранении в основном ламинарного воздушного потока.

9. Устройство по любому из пп.1-3, в котором нижний элемент (7) коллекторной камеры имеет расходящиеся стенки.

10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее регулятор температуры, имеющий впускные жалюзи для воздуха, расположенные на противоположной стороне от выпускных жалюзи для воздуха в канальном элементе, при этом жалюзи образуют ускоряющее сопло, которое создает зону пониженного статического давления и обеспечивает втягивание окружающего воздуха.

11. Устройство по п.10, в котором выпускные жалюзи направлены вверх по потоку внутри канального элемента, а впускные жалюзи направлены вниз по потоку внутри канального элемента с образованием ускоряющего сопла.

12. Устройство по п.1, в котором полетная камера дополнительно снабжена механической защитной сеткой снизу и датчиком обнаружения человека на верхнем ее сегменте, при этом датчик обнаружения человека соединен с контроллером, который обеспечивает замедление потока циркулирующего воздуха, при обнаружении человека вблизи верха полетной камеры.

13. Устройство по п.12, в котором контроллер дополнительно содержит средство управления вентиляторами, которое замедляет, по меньшей мере, один вентилятор.

14. Устройство по п.12 или 13, в котором средство управления вентиляторами дополнительно содержит модуль управления мощностью вентиляторов для временного уменьшения тока, по меньшей мере, для одного вентилятора.

15. Устройство по п.1, в котором узел вентиляторов дополнительно содержит корпус, имеющий расходящиеся стенки для уменьшения скорости воздушного потока, проходящего через него.

16. Устройство по п.1, в котором вертикальная полетная камера дополнительно содержит промежуточную площадку с множеством камерных средств для обеспечения входа и выхода из полетной камеры при сохранении рабочего воздушного потока для полета в полетной камере.

17. Устройство по п.1, в котором полетная камера имеет входную дверь с дефлектором на ее нижней по потоку кромке.

18. Устройство по п.1, в котором нижний элемент установлен под землей с образованием установочной высоты над уровнем земли для полетной камеры или над уровнем земли.

19. Устройство по п.1, в котором вход в первый вертикальный боковой элемент имеет те же размеры, что и сегмент поперечного сечения нижнего элемента.

20. Устройство по п.1, дополнительно содержащее первый и второй вертикальные возвратные коллекторные камеры боковых элементов, при этом две возвратные коллекторные камеры образуют V-образное соединение с полетной камерой, причем все вертикальные возвратные коллекторные камеры находятся внутри дуги менее 180° на одной стороне полетной камеры.

21. Устройство для имитации затяжных прыжков с парашютом с вертикальной аэродинамической трубой, содержащее
коллекторную камеру для циркуляции воздушного потока, имеющую в основном прямоугольную конфигурацию;
вертикальную полетную камеру (10, 1503, 1701, 2202), способную поддерживать, по меньшей мере, одного человека, расположенную внутри первого вертикального бокового элемента коллекторной камеры в основном прямоугольной конфигурации;
по меньшей мере, один узел (3) вентиляторов, при этом каждый из, по меньшей мере, одного узла (3) вентиляторов соединен с множеством расширяющихся возвратных воздушных каналов (3, 5, 7), за которыми следует участок (9) сжатия воздушного потока, расположенный вблизи полетной камеры (10, 1503, 1701, 2202).

22. Устройство по п.21, в котором каждый из возвратного канала верхнего элемента (30), первого вертикального бокового элемента, возвратного канала второго вертикального бокового элемента (5) коллекторной камеры имеет расходящийся сегмент стенки для расширения циркулирующего воздуха при одновременном сохранении в основном ламинарного воздушного потока.

23. Устройство по п.22, в котором узел (3) вентиляторов установлен горизонтально в верхнем элементе (3) коллекторной камеры в основном прямоугольной конфигурации.

24. Устройство по п.21, в котором каждый вентилятор (40, 41) узла (3) вентиляторов расположен не параллельно соседнему вентилятору и на расстоянии от центральной линии между ними.

25. Устройство по п.24, в котором непараллельное расположение вентиляторов (40, 41) узла (3) вентиляторов обеспечивается тем, что плоскости (Р41, Р42) вентиляторов (40, 41) наклонены вниз по потоку с образованием острого угла (Р43).

26. Устройство по п.21, в котором каждый вентилятор (40, 41) узла (3) вентиляторов расположен в корпусе (1300) вентилятора, действующем в качестве диффузоров и имеющем такие размеры, что с учетом площади в центре вентилятора, закрытой носовым конусом, центрального тела вентилятора и заднего конуса чистая площадь потока через вентиляторы по возможности увеличивается без разделения потока.

27. Устройство по п.21, в котором вентиляторы расположены не параллельно для уменьшения расстояния между двумя столбами воздуха из вентиляторов.

28. Устройство по п.21, в котором полетная камера (10, 1503, 1701, 2202) расположена на впускной стороне узла (3) вентиляторов.

29. Устройство по п.28, в котором узел (3) вентиляторов установлен горизонтально в верхнем элементе (3) коллекторной камеры в основном прямоугольной конфигурации.

30. Устройство по п.21, в котором нижний элемент (7) коллекторной камеры имеет расходящиеся стенки.

31. Устройство по п.21, дополнительно содержащее регулятор температуры, имеющий впускные жалюзи для воздуха, расположенные на противоположной стороне от выпускных жалюзи для воздуха в канальном элементе, при этом жалюзи образуют ускоряющее сопло, которое создает зону пониженного статического давления и обеспечивает втягивание окружающего воздуха.

32. Устройство по п.21, в котором выпускные жалюзи направлены вверх по потоку внутри канального элемента, а впускные жалюзи направлены вниз по потоку внутри канального элемента с образованием ускоряющего сопла.

33. Устройство по п.21, в котором полетная камера дополнительно снабжена механической защитной сеткой снизу и датчиком обнаружения человека на верхнем ее сегменте, при этом датчик обнаружения человека соединен с контроллером, который обеспечивает замедление потока циркулирующего воздуха, при обнаружении человека вблизи верха полетной камеры.

34. Устройство по п.33, в котором контроллер дополнительно содержит средство управления вентиляторами, которое замедляет, по меньшей мере, один вентилятор.

35. Устройство по п.33 или 34, в котором средство управления вентиляторами дополнительно содержит модуль управления мощностью вентиляторов для временного уменьшения тока, по меньшей мере, для одного вентилятора.

36. Устройство по п.21, в котором узел вентиляторов дополнительно содержит корпус, имеющий расходящиеся стенки для уменьшения скорости воздушного потока, проходящего через него.

37. Устройство по п.21, в котором вертикальная полетная камера дополнительно содержит промежуточную площадку с множеством камерных средств для обеспечения входа и выхода из полетной камеры при сохранении рабочего воздушного потока для полета в полетной камере.

38. Устройство по п.21, в котором полетная камера имеет входную дверь с дефлектором на ее нижней по потоку кромке.

39. Устройство по п.21, в котором нижний элемент установлен под землей с образованием установочной высоты над уровнем земли для полетной камеры или над уровнем земли.

40. Устройство по п.21, в котором вход в первый вертикальный боковой элемент имеет те же размеры, что и сегмент поперечного сечения нижнего элемента.

41. Устройство по п.21, дополнительно содержащее первую и вторую вертикальные возвратные коллекторные камеры боковых элементов, при этом две возвратные коллекторные камеры образуют V-образное соединение с полетной камерой, причем все вертикальные возвратные коллекторные камеры находятся внутри дуги менее 180° на одной стороне полетной камеры.

42. Устройство для имитации затяжных прыжков с парашютом с вертикальной аэродинамической трубой, содержащее
коллекторную камеру для циркуляции воздушного потока;
узел вентиляторов для обеспечения воздушного потока для полета человека в вертикальной полетной камере;
при этом часть указанной коллекторной камеры для воздушного потока дополнительно содержит расходящиеся стенки для расширения и замедления воздушного потока;
при этом указанная коллекторная камера для потока воздуха дополнительно содержит регулятор температуры;
при этом указанный регулятор температуры дополнительно содержит впускные жалюзи, установленные над противоположными выпускными жалюзи в общем сегменте коллекторной камеры, при этом указанные выпускные жалюзи имеют створку, направленную внутрь и вверх по потоку в общем сегменте коллекторной камеры, при этом указанные впускные жалюзи направлены внутрь и вниз по потоку в общем сегменте; и в котором створки образуют внутреннее сужение общего сегмента коллекторной камеры с образованием зоны пониженного статического давления, которая втягивает воздух во впускные жалюзи.

43. Устройство по п.42, в котором выпускные жалюзи направлены вверх по потоку внутри канального элемента, а впускные жалюзи направлены вниз по потоку внутри канального элемента с образованием ускоряющего сопла.

44. Вертикальная аэродинамическая труба, имеющая полетную камеру для поддержки человека в полете в столбе воздуха высокой скорости, при этом указанная полетная камера имеет пол в виде защитной сетки, при этом защитная сетка выполнена из шнуров, причем указанные шнуры защитной сетки дополнительно содержат, по меньшей мере, один шнур, имеющий скрученную из множества прядей конструкцию;
при этом указанная скрученная из множества прядей конструкция образована в единственной операции, а
часть прядей образует периметр шнура;
при этом, по меньшей мере, одна из прядей периметра имеет диаметр, отличающийся от среднего диаметра всех других прядей периметра; и при этом указанная прядь с отличающимся диаметром образует спираль вокруг наружной поверхности шнура для уменьшения аэродинамического сопротивления шнура в воздухе.

45. Аэродинамическая труба по п.44, в которой, по меньшей мере, один упомянутый шнур, по меньшей мере, с одной имеющей отличающийся диаметр прядью дополнительно содержит лишь одну прядь большего диаметра, и спираль является гребнем, при этом все остальные пряди периметра имеют одинаковые диаметры.

46. Аэродинамическая труба по п.45, в которой, по меньшей мере, один шнур, по меньшей мере, с одной имеющей отличающийся диаметр прядью дополнительно содержит, по меньшей мере, одну прядь меньшего диаметра, и спираль является канавкой, при этом все остальные пряди периметра имеют одинаковые диаметры.

47. Аэродинамическая труба по п.44, в которой одна прядь большего диаметра имеет диаметр около 0,028 дюйма, при этом все остальные пряди периметра имеют диаметр около 0,019 дюйма, при этом общее число прядей составляет 19, из которых 11 является прядями периметра.

48. Аэродинамическая труба по п.44, в которой одна прядь большего диаметра имеет диаметр около 0,034 дюйма, при этом все остальные пряди периметра имеют диаметр около 0,019 дюйма, при этом общее число прядей составляет 19, из которых 11 являются прядями периметра.
Приоритет установлен:

30.07.2004 по пп.1-43;

19.07.2005 по пп.44-48.

РИСУНКИ