BRPI0513675B1 - Simulador de mergulho aéreo ("skydiving") com túnel de vento de recirculação vertical e cabo de arrasto reduzido para uso em túneis de vento e outras locações - Google Patents
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Abstract
simulador de mergulho aéreo ("skydiving") com túnel do vento de recirculação vertical e cabo de arrasto reduzido para uso em túneis de vento e outras locações, onde um túnel de vento vertical simulador de vôo compreende uma câmara de vôo onde uma pessoa pode experimentar uma simulação de queda livre; o fluxo de ar para suportar o pára-quedista é induzido por ventiladores conectados acima da câmara de vôo através de um duto; uma área em plataforma tendo aberturas para a câmara de vôo é adjacente á câmara de vôo; um ou dois dutos de ar de retorno são usados para retomar ar da sarda dos ventiladores para a entrada dos ventiladores: lanternins, com aberturas laterais para escape de ar, opostos, estão incluídos em ao menos um segmento de duto para assim regular a temperatura via ar ambiente forçado para dentro do simulador; o uso de vários segmentos de duto tendo paredes divergentes adiciona valor comercial ao sistema pelo rebaixamento da altura; componentes de montagem no teto e por trás das paredes criam uma vista de cena, espetacular para o público, das pessoas que estão em vôo.
Description
(54) Título: SIMULADOR DE MERGULHO AÉREO (SKYDIVING) COM TÚNEL DE VENTO DE RECIRCULAÇÃO VERTICAL E CABO DE ARRASTO REDUZIDO PARA USO EM TÚNEIS DE VENTO E OUTRAS LOCAÇÕES (51) Int.CI.: B64D 23/00; A63G 31/00; A01K 73/02 (30) Prioridade Unionista: 19/07/2005 US 11/184,940, 30/07/2004 US 10/909,088 (73) Titular(es): SKYVENTURE INTERNATIONAL (UK) LTD.
(72) Inventor(es): N. ALAN METNI; WILLIAM KITCHEN; KENNETH W. MORT; CHARLES N. EASTLAKE; MICHAEL J. PALMER
1/31
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para
SIMULADOR DE MERGULHO AÉREO (SKYDIVING) COM TÚNEL DE VENTO DE RECIRCULAÇÃO VERTICAL E CABO DE ARRASTO REDUZIDO PARA USO EM TÚNEIS DE VENTO E OUTRAS LOCAÇÕES.
[001] Esta solicitação reivindica a prioridade da solicitação U S com número de série 11 / 184 940 protocolada em 19 de Julho de 2005, a qual é em parte uma continuação da Patente U S com número de série 10 / 909 088 protocolada em 30 de Julho de 2004) [002] A presente invenção refere-se ao campo dos túneis de vento verticais, mais particularmente, aos túneis de vento verticais com fluxo de retorno com temperatura controlada usados como simuladores de mergulho aéreo (“skydiving”) e dispositivo para diversão.
[003] Os túneis de vento são bem conhecidos na arte. Os túneis de vento estão disponíveis em muitos tipos e estilos, dependendo das necessidades do usuário. Estes incluem túneis de vento subsônicos com e sem fluxo de retorno, túneis de vento trans-sônicos com e sem fluxo de retorno, túneis de vento subsônicos com e sem fluxo de retorno verticais, túneis de vento supersônicos e hipersônicos com e sem fluxo de retorno, e túneis de vento com fluxo compressível.
[004] A maioria dos túneis de vento são usados para fins de pesquisas e de testes. Estes incluem os testes de aeronaves, helicópteros, pára-quedas, convencionais, e outros dispositivos aerodinâmicos como superfícies de asa, superfícies de controle, submarinos, foguetes e outros veículos para lançamentos, veículos terrestres, edifícios e outras investigações básicas de fluxo.
[005] Os túneis de vento horizontais (aqueles nos quais o ar na seção de velocidade plena do túnel flui geralmente horizontalmente) são usados para pesquisas e testes aerodinâmicos e são geralmente
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2/31 possuídos por grandes corporações orientadas para a defesa, governo Federal, ou instituições e universidades de ensino. Alguns destes tem sido convertidos ou adaptados para operação vertical (nos quais o ar na seção de velocidade plena do túnel flui geralmente verticalmente), mas, a maioria, ou todos, comportam-se de modo pobre nesse desempenho.
[006] As limitações de projeto que se aplicam a túneis de vento verticais usados para simulação de queda livre diferem daquelas dos túneis de teste horizontais. Em um túnel de vento vertical / simulador de queda livre, é importante que os objetos na seção de velocidade plena do túnel de vento (neste caso, os seres humanos em vôo) sejam capazes de moverem-se dentro dessa seção para experimentarem ou praticarem o vôo do corpo humano. Em túnel de teste horizontal, os objetos colocados no túnel são, usualmente, objetos estáticos observados ou medidos por outros. Por essa razão, esta parte mais rápida de um túnel de vento horizontal é chamada de “seção de teste”. Em um túnel de vento vertical, esta mesma área é, ao invés disso, referida como a “câmara de vôo”.
[007] Em um túnel de vento vertical, é importante que as pessoas que estão voando dentro do túnel sejam capacitadas para girar para dentro e para fora da câmara de vôo sem parar o fluxo de ar. Em contraste, há pequena necessidade de mover-se os objetos estáticos na seção de teste de um túnel de vento horizontal durante sua operação. Além disso, desde que os pára-quedistas dentro de um túnel de vento vertical são livres para movimentarem-se dentro da câmara de vôo, é necessário limitar seus movimentos a partes apropriadas do sistema.
[008] Embora seja possível colocar-se uma rede de segurança em ambas as extremidades, a jusante e a montante, da câmara de vôo, estas produzem uma enorme quantidade de arrasto, o qual
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3/31 produz ruído e aumenta a potência requerida para atingir qualquer velocidade dada. De fato, tal par de redes pode consumir tanto quanto de 30 % a 50 % da potência total requerida para operar tal túnel de vento.
[009] É também de grande ajuda ter-se uma grelha, do tipo a de um forno, de cabos na extremidade de fundo ou na extremidade a montante da câmara de vôo para uso como uma plataforma de apoio quando os ocupantes não estão voando. Este “piso de cabos” provê uma plataforma de trabalho conveniente para a segurança dos oficiais ou instrutores dentro da câmara de vôo.
[0010] Assim, pelas razões acima, de segurança e de trabalho, é desejável ter-se uma rede do tipo piso / segurança de cabos com o menor valor de arrasto aerodinâmico possível para um dado esforço e um dado diâmetro. Em adição aos túneis de vento, há certo numero de aplicações empregando cabos que se movem através do ar ou ar fluindo sobre cabos, nos quais um cabo de arrasto reduzido simples e pouco custoso pode prover substanciais benefícios.
[0011] Cabos de baixo arrasto com secções transversais chatas ou em forma de aerofólio são conhecidos na arte, e são freqüentemente usados na indústria aeronáutica. Entretanto, estes não são práticos para uso em um piso de cabo, do tipo para forno, para um túnel de vento vertical porque é difícil manter tais cabos apropriadamente orientados em relação ao fluxo de ar. Além disso, a extremidade a jusante de tal cabo do tipo chato ou em aerofólio é pontiagudo. Uma vez que ele é a extremidade de baixo da corrente, e que uma pessoa caindo sobre o piso de cabo / rede de segurança aterrisará sobre ele, esse tipo de cabo não é seguro para esse tipo de aplicação. O tipo de cabos em aerofólio da arte anterior não pode ser usado em alguns outros tipos de aplicação onde cabos de baixo arrasto seriam os desejáveis, por razões de orientação similares,
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4/31 estabilidade, custo ou potencial de ferimentos.
[0012] É também importante evitar que os ocupantes voem lateralmente para fora da coluna de ar e caiam de um modo sem suporte até o piso abaixo. Por estas razões, os túneis de vento verticais mais avançados são projetados de tal modo que a coluna de ar estende-se completamente de uma parede à outra da câmara de vôo. Isto não é necessário em túneis de vento horizontais.
[0013] Túneis de vento usados para simulação de queda livre freqüentemente tem que operar em ambientes sensitivos barulhentos tais como parques de diversão e alamedas de “shoppings”. Túneis de teste horizontais podem ser localizados longe de multidões onde são livres para fazer tanto barulho quanto seja necessário.
[0014] Como dispositivos de diversão, simuladores de queda livre devem competir com outras diversões com base em preços, e podem, freqüentemente, ser operados em uma base aproximadamente contínua. Estes dois fatores tornam crítica à eficiência da energia para operação comercial de sucesso para um simulador de queda livre. A eficiência de energia é muito menos importante para túneis de teste horizontais nos quais uma pessoa freqüentemente leva horas, ou dias, para preparar um experimento e somente então faz o túnel funcionar por alguns poucos minutos para coletar os dados necessários.
[0015] A altura é um importante limitador dos simuladores de queda livre, os quais se estendem para cima e freqüentemente devem ser assentados em avenidas de entretenimento de alta densidade que tem severas limitações de altura. Isto não é uma verdade para túneis de teste horizontais os quais se assentam em suas laterais e podem ser localizados com sucesso longe de qualquer multidão.
[0016] Finalmente, nenhuma arte anterior focou no projeto estes sistemas para otimizar a visibilidade ao público de espectadores em uma alameda de entretenimento de alta densidade.
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5/31 [0017] Para tornar um túnel de vento vertical viável comercialmente para simulação de mergulho aéreo (“skydiving”), uma pessoa (1) precisa mover ar suficiente e fazê-lo suficientemente suave para simular adequadamente uma queda livre para uma ou mais pessoas na câmara de vôo (2) com um dispositivo que seja curto o bastante e silencioso o suficiente para ser localizado onde um grande número de freqüentadores em potencial tendem estar; e, (3) em um nível de consumo de potência baixo o bastante para tornar o preço da experiência aceitável pelo público.
[0018] O desafio inventivo para satisfazer estes requisitos competitivos é conquistado pelo presente dispositivo. Altas velocidades de ar são requeridas na câmara de vôo para fazer flutuar um ou mais seres humanos. Entretanto, movendo ar através de dutos em altas velocidades cria-se uma enorme quantidade de som e calor, e requer-se uma imensa quantidade de potência. Conseqüentemente, a maioria dos túneis de vento moderna expande e torna mais lento o ar justamente a jusante da câmara de vôo para diminuir o consumo de energia, a saída de barulhos e a geração de calor. Fazendo-se assim, pode-se reduzir o consumo de potência em mais de 60 % , e somente por fazer desse modo torna-se comercialmente viável o túnel de vento vertical, como dispositivos de diversão ou simuladores de mergulho aéreo.
[0019] Entretanto, caso se faça o fluxo de ar expandir-se em qualquer seção de um túnel de vento muito rapidamente, o fluxo será “separado” e torna-se turbulento, ao invés de laminar. Isto fará o sistema inteiro desempenhar-se de modo pobre, aumentando o consumo de potência e diminuindo a qualidade do fluxo ao ponto em que o dispositivo não simulará adequadamente uma queda livre verdadeira. O limite no qual esta separação de fluxo ocorre em um duto de expansão é bastante bem definido na literatura; em termos
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6/31 simples, as paredes de tal cone de expansão não podem divergir afastando-se uma da outra em mais do que 9 a 12 graus. Por essa razão, aumentando-se o comprimento dos túneis de teste horizontais ou a altura dos túneis de vento verticais tende-se a melhorar a eficiência.
[0020] Desafortunadamente, enquanto isto é facilmente feito para um sistema horizontal, fazendo-se isso em um sistema vertical aumenta-se dramaticamente o custo da construção e da operação e reduz-se o número de lugares nos quais se pode obter aprovação governamental para edificar. Conseqüentemente, minimizar a altura enquanto maximizar a expansão e desaceleração do fluxo de ar a jusante da câmara de vôo é a chave para fazer um túnel de vento vertical comercialmente bem sucedido. Similarmente, restringir-se os ocupantes a áreas de segurança do túnel de vento sem aumentar o arrasto e consumo de potência é essencial.
[0021] A arte anterior de túneis de vento não oferece um projeto que seja silencioso e curto o bastante para ser construído em veredas de entretenimento e “shoppings” de alta densidade enquanto permanecendo o suficientemente eficiente para possibilitar operação viável comercialmente.
[0022] O exemplo anterior da arte correspondente e as suas limitações correspondentes são destinadas a serem ilustrativas e não exclusivas. Outras limitações da arte relacionada ficarão evidentes àqueles experientes na arte ao lerem as especificações e ao estudarem os desenhos.
[0023] Um aspecto da presente invenção é o de prover um dispositivo de divertimento com túnel de vento vertical tendo uma câmara de vôo situada no lado de entrada de uma pluralidade de ventiladores os quais estão por sua vez conectados a uma pluralidade de dutos de ar de retorno expandidos, assim maximizando a eficiência
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7/31 enquanto minimizando a altura do dispositivo de diversão.
[0024] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo uma câmara de vôo no lado de entrada dos ventiladores para velocidade de fluxo de ar e qualidade aumentadas, com menor consumo de potência e maior segurança para os páraquedistas.
[0025] Um outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo uma pluralidade de ventiladores menores em ângulo e em um alinhamento não-paralelo ao invés de um só ventilador mais caro e difícil de ser mantido.
[0026] Um outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo um ou mais dutos de ar de retorno para conservar calor, reduzir consumo de energia, reduzir ruído e possibilitar uma operação do tipo “qualquer-clima”.
[0027] Um outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo somente um ou dois dutos de retorno mesmo podendo ter um maior número de ventiladores do que o número de dutos de retorno.
[0028] Um outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo ventiladores alojados em caixas difusoras de perfil baixo que possibilitam eles serem montados tão próximos quanto possível um dos outros de modo que mais de um ventilador pode ser conectado a cada duto de retorno de ar sem a necessidade de longos dutos de transição que aumentariam a altura ou largura de todo o sistema.
[0029] Um outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo um sistema de troca de ar passivo com portas de entrada / saída ajustáveis que ejetam mecanicamente ar aquecido do sistema e conduzem para dentro ar ambiente mais fresco para maior controle de temperatura, eficientemente, dentro do túnel de
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8/31 vento com trabalho extra mínimo pelos ventiladores.
[0030] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical no qual as portas de entrada / saída ajustáveis estão dispostas de tal modo que elas também formam um “bico” ou contração de fluxo assim criando um gradiente de pressão favorável entre o interior e o exterior do túnel e “encorajando” a troca de ar para eficientemente controlar a temperatura dentro do túnel de vento com trabalho extra mínimo pelos ventiladores e sem o uso de outras tecnologias mais custosas de resfriamento de ar.
[0031] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo um “piso” trançado em malha feito de cabos especialmente projetados (preferentemente de aço) que produzem menor arrasto e, por isso, menos ruído do que os cabos convencionais.
[0032] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo uma ou mais barreiras superiores eletrônicas de arrasto-zero ao invés de uma rede física projetada para evitar que os paraquedistras movam-se muito alto na câmara de vôo e capaz de rapidamente modular a velocidade do ar para trazer os pára-quedistas de volta para baixo e mantê-los em um nível seguro.
[0033] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical tendo a altura total a mais baixa possível para qualquer dada eficiência para reduzir custos de construção e conseguir encontrar-se dentro das limitações governamentais para altura de edifícios.
[0034] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical otimizado para a altura pelo fato de não ter justamente o difusor primário justamente a jusante da câmara de vôo, mas também a maioria ou todos os componentes a jusante da câmara de vôo expandindo o ar tão rapidamente quanto possível sem criar
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9/31 separação de fluxo.
[0035] Outro aspecto da presente invenção é o de prover um túnel de vento vertical otimizado para a altura pelo fato de expandir o ar tanto quanto possível sem criar separação enquanto passa através da câmara de vôo. Esta câmara de vôo difusora poderia também ser imaginada como uma câmara de vôo de altura-zero ou seção de teste de comprimento-zero.
[0036] Outro aspecto da presente invenção é o de prover uma câmara de vôo de altura-zero onde os pára-quedistas voam em uma câmara difusora em expansão com uma velocidade de ar reduzida quanto mais alto se voa, assim formando um fluxo auto-capturador na câmara para baixar o pára-quedista à medida que ele ou ela descem. [0037] Um aspecto do presente dispositivo é o de prover um cabo com arrasto e ruído reduzidos em ar que se3 move.
[0038] Outros aspectos desta invenção ficarão evidentes a partir da descrição que segue e das reivindicações anexas, fazendo-se referência aos desenhos anexos que fazem parte desta especificação onde caracteres de referência semelhantes designam partes correspondentes nas várias vistas.
[0039] Para reduzir o risco de ocupantes caírem para fora da coluna de ar e se machucarem, a coluna de ar estende-se completamente de uma parede da câmara de vôo até a outra. Este fluxo “parede-a-parede” também reduz arrasto nas bordas da coluna de ar e aumenta a eficiência do sistema inteiro. O fluxo de ar passa através de um “piso-de-cabo” dentro da câmara de vôo. O piso de cabo provê um suporte para os usuários quando o fluxo de ar através da câmara de vôo não está o suficiente para suportá-los. O piso de cabo é feito de cabos de arrasto reduzido compreendidos de uma coleção de cordões redondos em uma orientação particular e de tamanhos particulares. Estes cabos podem também ser usados em
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10/31 qualquer aplicação onde um arrasto reduzido no ar poderia ser vantajoso.
[0040] Na, ou próxima da extremidade superior (ou a jusante) da câmara de vôo, uma “rede virtual” compreendida por um ou mais sensores (preferentemente óticos) eletrônicos, monitoram a posição do(s) ocupante(s) dentro da câmara de vôo. Na configuração descrita, o sistema de controle baixará automaticamente a velocidade caso o ocupante voe muito alto na câmara de vôo.
[0041] A câmara de vôo pode ser redonda, oval ou poligonal e pode variar de um pouco menos que 75 pés quadrados (7m2) até mais que 160 pés quadrados (15m2) em área. A câmara de vôo pode acomodar até seis usuários ao mesmo tempo. A velocidade do fluxo de ar na câmara de vôo pode atingir um valor como 160mph (256 km/h), a qual suportara completamente tanto quanto seis usuários. Na configuração preferida, uma ou mais das paredes da câmara de vôo incluem ou compreendem janelas planas ou curvadas construídas de Plexiglas ® transparente, plástico acrílico, vidro ou um material transparente de alta resistência similar. Quando presentes, as janelas na câmara de vôo possibilitam uma vista irrestrita das atividades que estão acontecendo dentro da câmara.
[0042] Adjacente à câmara de vôo está uma área em plataforma. A câmara de vôo tem uma abertura de entrada e uma abertura de saída para a área em plataforma através das quais um usuário, ou múltiplos usuários, pode entrar e sair da câmara de vôo. Em certas configurações nas quais a rotatividade de ocupantes para dentro e para fora da câmara de vôo pode ser menos freqüente, estas aberturas podem ser preenchidas com portas as quais deslizam, giram ou movem-se de alguma maneira para fechar uma ou ambas as aberturas. Os usuários esperam na área em plataforma para seu turno na câmara de vôo. A área em plataforma tem janelas transparentes de
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11/31 modo que um observador pode ver o vôo de qualquer pessoa (ou pessoas) dentro da câmara de vôo sem entrar na área em plataforma. A área em plataforma tem uma única, ou múltiplas portas, que abrem periodicamente para possibilitar as pessoas saírem do sistema inteiro. A área em plataforma pode também ser equipada com um opcional “cercado“ (“piggyback”), ou área secundária em plataforma. Isto cria um fecho de ar que possibilita grupos fazerem um rodízio para dentro e para fora da área em plataforma desde a parte de fora do sistema sem requerer a parada do fluxo de ar.
[0043] A área acima (a jusante) de cada porta na seção superior da câmara de vôo inclui um painel perfurado o qual provê uma passagem de fluxo de ar alternativa quando os usuários estão entrando e saindo da câmara de vôo. Na configuração preferida, um pequeno defletor de fluxo será também disposto abaixo (a montante) do piso de cabos imediatamente abaixo de cada abertura entre a câmara de vôo e a área em plataforma para minimizar a quantidade de ar movendo-se entre elas e para reduzir a quantidade de balanceamento necessária.
[0044] Os ventiladores e outros controles podem ser operados desde o interior da área em plataforma, dentro da câmara de vôo ou desde um anexo ou quarto de controle remoto. Os ventiladores são controlados para atingir a velocidade ótima de fluxo de ar através da câmara de vôo.
[0045] Próximo acima da seção perfurada está o difusor divergente primário. O difusor primário diverge a aproximadamente 3, 5 a 5 graus do eixo principal provendo um “ângulo em cone equivalente” de 7 a 10 graus. A área de secção transversal crescente reduz a velocidade do fluxo de ar desde a câmara de vôo até aos ventiladores. Acima (ou a jusante) do difusor primário está o pleno superior o qual pode incluir o primeiro jogo de asas, do tipo de um
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12/31 cata-vento, de desvio de alta eficiência. Em um único sistema de retorno estas asas de desvio (ou simplesmente o pleno, caso nenhuma asa seja usada) re-dirigem o fluxo de ar de substancialmente vertical para substancialmente horizontal. Em um sistema de retorno múltiplo, estas asas (ou simplesmente o pleno, caso nenhuma asa seja usada) dividem o ar em fluxos basicamente iguais e desviam cada fluxo de substancialmente vertical para substancialmente horizontal. [0046] O fluxo de ar então passa através dos dutos de entrada e pelos ventiladores. O duto de entrada do ventilador faz a transição do fluxo de toscamente quadrado ou retangular para toscamente circular. Na configuração preferida, os dutos de entrada do ventilador atuam como difusores expandindo a área de fluxo tanto quanto possível sem criar separação de fluxo. Os ventiladores são preferentemente ventiladores de fluxo axial de alta eficiência, apesar de qualquer ventilador adaptado para uso em um túnel de vento ser aceitável. Na configuração preferida, os ventiladores contém um cone de nariz em formato de uma bala e um cone de cauda em formato de lágrima. Na configuração preferida, os alojamentos de ventilador atuam como difusores e são dimensionados de tal modo que, após tomar-se em conta a área no centro do ventilador oculta pelo cone de nariz, pelo corpo central e pelo cone de cauda, a área de fluxo líquida através dos ventiladores cresce tanto quanto possível sem criar separação de fluxo. A velocidade do fluxo de ar através da invenção é controlada tanto pela mudança do passo dos ventiladores como pela mudança da velocidade de giro dos ventiladores.
[0047] O fluxo de ar passa através dos ventiladores e dentro dos dutos de saída os quais também fazem à transição de toscamente circulares para toscamente quadrados ou retangulares. Na configuração preferida, os dutos de saída são atuantes como difusores expandindo o fluxo de ar tanto quanto possível sem criar separação de
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13/31 fluxo. O fluxo de ar caminha através de um jogo de dutos de saída até o segundo jogo de asas, do tipo de um cata-vento, de desvio, de alta eficiência (quando usadas), as quais desviam o ar de substancialmente horizontal para substancialmente vertical.
[0048] O fluxo de ar então entra nos dutos de retorno de ar. Na configuração preferida, estes dutos de retorno de ar são também formados como difusores divergentes expandindo o fluxo de ar tanto quanto possível sem criar separação de fluxo. Na configuração preferida, cada duto de retorno de ar tem um mecanismo de troca de ar compreendido por um numero equilibrado de lanternins dispostos sobre faces opostas do duto de ar de retorno. Estes estão situados e dimensionados de tal modo que juntos criam um bico ou contração repentina na área de fluxo no ponto dos lanternins. Este bico (aumenta) diminui a pressão (dinâmica) estática naquele ponto do sistema e colabora na expulsão de ar aquecido do túnel de vento através do lanternim de exaustão; Isto abaixa a pressão no sistema e colabora com os lanternins de entrada conforme dirigem para dentro ar ambiente mais frio desde o exterior do sistema. Este arranjo possibilita que ar aquecido no sistema seja substituído por ar ambiente mais frio, assim possibilitando que um usuário ajuste a temperatura na câmara de vôo para o conforto do pára-quedista sem a necessidade de alternativas custosas tais como condicionamento de ar ou refrigeração por evaporação.
[0049] Na extremidade de fundo (ou a jusante) das torres de ar de retorno, o ar novamente passa através de um jogo de asas de desvio (ou simplesmente um duto com um giro de 90 graus, caso nenhuma asa seja usada) que re-dirige o ar de um trajeto substancialmente vertical para um substancialmente horizontal. O ar então entra no pleno de fundo o qual pode também atuar como um difusor divergente expandindo o ar tanto quanto possível sem causar separação de fluxo.
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Na extremidade ou no pleno de extremidade de fundo (ou a jusante), o ar passa novamente de um jogo de asas de desvio (ou simplesmente um duto com um giro de 90 graus, caso nenhuma asa seja usada) que re-dirige o ar de um trajeto substancialmente horizontal para um substancialmente vertical. Em um sistema de retorno múltiplo, o fluxo será reunificado neste ponto.
[0050] O ar então passa dentro da entrada do dispositivo de contração. Este dispositivo em formato de um trompete ou em formato de um sino reduz rapidamente a área de fluxo e acelera o ar até sua velocidade máxima imediatamente à frente da câmara de vôo. Aqui novamente as leis da aerodinâmica governam o quanto rapidamente pode-se reduzir esta área de fluxo sem degradar a qualidade desse fluxo.
[0051] A descrição detalhada a seguir faz referência aos desenhos anexos, onde:
- a Figura 1 é uma vista de topo, em perspectiva, de um simulador com retorno único;
- a Figura 2 é uma vista em corte da configuração da fig. 1;
- a Figura 3 é uma vista de topo, em perspectiva, da câmara de vôo da fig. 1;
- a Figura 4 é uma vista de topo em planta de uma saída oval e de uma entrada retangular de dispositivo de contração de fluxo de ar;
- a Figura 5 é uma vista esquemática de uma saída de formato oval / poligonal de um dispositivo de contração de fluxo de ar;
- a Figura 6 é uma vista esquemática de uma saída oval de dispositivo de contração de fluxo de ar;
- a Figura 7 é uma vista esquemática de uma área de visualização oval;
- a Figura 8 é uma vista de topo, em perspectiva, de uma
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15/31 área em plataforma de uma câmara de compressão dupla;
- a Figura 9 é uma vista esquemática de um regulador de temperatura;
- a Figura 10 é uma vista lateral, em corte, do regulador de temperatura da fig. 9;
- a Figura 11 é uma vista de topo, em perspectiva, de defletores sobre as portas de entrada da câmara de vôo;
- a Figura 12 é uma vista em “close-up” de um defletor;
- a Figura 13 é uma vista lateral, em corte, de um ventilador e alojamento;
- a Figura 14 é uma vista lateral, em corte, de dois ventiladores e alojamentos montados divergentes de uma linha de centro entre eles;
- a Figura 15 é uma vista de topo, em perspectiva, de um simulador com dois retornos;
- a Figura 16 é uma vista em corte da configuração da fig. 15;
- a Figura 17 é uma vista esquemática de um simulador, com dois retornos, com aspecto em V;
- a Figura 18 é uma vista esquemática de um simulador, com dois retornos, com aspecto em V, em uma alameda;
- a Figura 19 é uma vista esquemática de uma configuração de um multi-simulador em um edifício;
- a Figura 20 é uma vista lateral, em perspectiva, de uma área de visualização para um simulador do tipo para alameda;
- a Figura 21 é uma vista esquemática de um sistema de contração duplo (do tipo horizontal e no subsolo);
- a Figura 21A é uma vista em corte tomada ao longo das linhas 21A-21A da fig. 21;
- a Figura 22 é uma vista de topo, em perspectiva, de um
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16/31 piso de cabo;
- a Figura 23 é uma vista esquemática de um sistema “sensor / desliga” de piso;
- a Figura 24 é uma vista de topo, em perspectiva, de um difusor arredondado;
- a Figura 25 é uma vista esquemática de uma nave de cruzeiro tendo um simulador resfriado à água;
- a Figura 26 é uma vista lateral, em perspectiva, de uma primeira configuração de um cabo anti-arrasto;
- a Figura 27 é uma vista de uma segunda configuração de cabo;
- a Figura 28 é uma vista de uma terceira configuração de cabo;
- a Figura 29 é uma vista esquemática, em secção transversal, de um cabo com um único cordão externo de um tamanho diferente em relação aos outros cordões externos;
| - | a Figura 30 é uma vista | esquemática, | em | secção |
| transversal, | de uma outra configuração | de um cabo | de | arrasto |
| reduzido; | a Figura 31 é uma vista | esquemática, | em | secção |
| transversal, | de uma outra configuração | de um cabo | de | arrasto |
| reduzido com um único fio maior; - a Figura 32 é uma vista | esquemática, | em | secção | |
| transversal, | de uma outra configuração | de um cabo | de | arrasto |
reduzido com dois fios menores;
- a Figura 33 é uma vista em perspectiva de um cabo com um cordão maior;
- a Figura 34 é uma vista em perspectiva de um cabo com dois cordões menores;
- a Figura 35 é um gráfico mostrando a redução do arrasto
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17/31 de alguns dos cabos descritos.
[0052] Antes da explanação da configuração descrita da presente invenção em detalhe, deve ser entendido que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes dos arranjos particulares mostrados, uma vez que a invenção é capacitada para outras configurações. Também, a terminologia aqui usada tem o propósito de descrição e não o de limitações.
[0053] Com referência, primeiro, à fig. 1, um simulador de retorno único (1) é mostrado, onde a altura L1 é preferivelmente da faixa de cerca de 50 a 120 pés (15 a 37 metros). Algumas instalações podem enterrar todos os componentes abaixo do nível do solo em ambos G1 e G2. A câmara de vôo (10) pode ser feita inteiramente ou parcialmente com painéis transparentes. Caso o nível do solo esteja em G2, então uma imagem do tipo de um pedestal opaco é formado na área (d1), a qual pode ter cerca de 7 pés de altura (2,1 metros). Esta configuração em uma alameda cria uma visão chamativa, ou seja, um estúdio de vôo humano em ação ao vivo na câmara de vôo (10). Este projeto atrai novos “pára-quedistas” que pagam para experimentar o mergulho aéreo (“skydiving”) simulado na câmara de vôo (10). A linha pontilhada R representa um teto, onde os componentes acima de R podem ser montados, nesse teto, para reduzir ruído. A linha pontilhada W representa uma parede, onde os componentes atrás da parede W longe da câmara de vôo (10) poderia ser isolados da câmara de vôo para reduzir o ruído perto da câmara de vôo (10).
[0054] A maioria das câmaras de vôo da arte anterior provêm paredes paralelas na câmara de vôo de modo que pára-quedistas experientes possam praticar manobras em uma velocidade constante de vento, talvez ao redor de 140 milhas por hora (220 km/h). O simulador (1) tem uma câmara de vôo do tipo “altura zero” ao longo da
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18/31 elevação (11). A elevação (11) é a linha que une o dispositivo (9) de contração de fluxo de ar ao difusor (10) de fluxo de ar, onde p difusor (10) tem paredes divergentes (20, 21, 22, e outras), e o difusor (10) também serve como uma câmara de vôo (10).
[0055] Nominalmente a velocidade do ar na linha (11) é de cerca de 140 mph (224 km/h), que é a velocidade máxima no simulador. Conforme os pára-quedistas vão mais alto na câmara de vôo (10), ao topo da câmara de vôo (10) à junção (110), a velocidade do ar cai, talvez a cerca de 120 mph (192 km/h). Os pára-quedistas podem substituir seu perfil de arrasto de um máximo na posição de “envergadura de águia” a um mínimo na posição de “bala humana”. Então, caso um pára-quedista ascenda ao topo da câmara de vôo (10) e então mude seu arrasto para um perfil de bala humana, ele cairá para baixo. O formato do difusor da câmara de vôo (10) vai prover um sistema de auto-frenagem devido ao aumento da velocidade do ar com cada incremento de decida dentro da câmara de vôo (10). Uma rede de segurança é provida na linha (11).
[0056] O diversor (2) encontra o difusor (1) na junção (110). O ar é desviado de um trecho vertical para um trecho horizontal no diversor (2). Todos os diversores (2, 4, 6, 8) mudam a direção do ar por cerca de 90 graus.
[0057] O conjunto de ventilador (3) acelera o ar, talvez com dois ventiladores lado-a-lado. A dinâmica básica em um simulador com ar de retorno envolve compromissos com a eficiência em energia, ruído e tamanho. No projeto mais simples, alguém poderia pensar em manter o fluxo de ar próximo da velocidade plena na voluta inteira através do simulador. Entretanto, a altura teria que crescer, o ruído seria enorme, e o calor por atrito no pleno seria enorme. Por isso, para uma operação mais eficiente, é necessário fazer o ar diminuir a velocidade durante o seu percurso através da voluta do simulador pelo
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19/31 alargamento das áreas das secções transversais do pleno para conseguir níveis comercialmente aceitáveis de altura (h1) assim como ruído, e simultaneamente conseguir o uso da menor potência possível nos ventiladores.
[0058] Os diversores (2, 4, 6, 8) geralmente não tem paredes divergentes devido a considerações quanto ao custo de construção. O segmento (300) de alojamento de ventilador e a seção (3) de ventilação tem paredes divergentes. O pleno do topo (30) tem paredes divergentes. O pleno de retorno vertical (5) tem paredes divergentes. O pleno de fundo (7) não tem paredes divergentes devido a considerações de negociação de custo de construção. O pleno (7) de fundo poderia ter paredes divergentes.
[0059] O dispositivo para contração (9) do fluxo de ar tem paredes convergentes funcionando para estreitar a área da secção transversal do pleno, assim acelerando o ar até cerca de 140 mph (224 km/h) para simulação de vôo. A entrada de ar (12) traz para dentro ar ambiente para resfriar o ar do simulador.
[0060] Referindo à próxima fig. 2, é mostrada uma representação esquemática dos trabalhos internos do simulador. O fluxo de ar é mostrado pelas setas (F). As asas (200, 201, 202, 203) de desvio (defletoras), cada uma delas, mudam a direção do fluxo de ar em 90 graus. Dois ventiladores (40, 41) são mostrados esquematicamente montados horizontalmente lado-a-lado em seus alojamentos (3)-veja fig. 13 para uma vista em perspectiva-onde diretamente após os ventiladores um pleno difusor (300) expande e torna mais lento o fluxo de ar. A difusão continua no pleno de topo (30), e então no pleno (5) de retorno vertical, e finalmente através da câmara de vôo (10).
[0061] Um sistema de regulagem passiva de temperatura é provido tendo uma entrada de ar (12) com o lanternim (120) de em face de jusante. Adicionalmente a saída de ar (26) tem um lanternim
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20/31 (260) que fica de em face de montante. Montando-se a entrada (12) sobre a saída (26) oposta, um bico de redução é formado pelos lanternins (120) e (260), assim criando uma zona (V) de pressão estática decrescida a jusante da entrada (12). Por isso, ar ambiente é (passivamente forçado) encaminhado para dentro do simulador (1) sem o uso de um ventilador adicional.
[0062] Referindo-se à próxima fig. 3, o difusor / câmara de vôo (10) está no formato de um polígono (octógono) como visto pela base (B). A base (B) é coberta por uma rede de segurança. As paredes (20, 21, 22, e outras) divergem em um ângulo aerodinâmico ótimo na faixa de cerca de 7 a 12 graus, um do outro. O topo da câmara de vôo (10) é visto como um retângulo na seta (110). Todas ou algumas das paredes (20, 21, 22, e outras) podem ser transparentes.
[0063] Referindo-se à próxima fig. 4, um dispositivo (400) de contração de fluxo de ar tem o projeto preferido de uma entrada retangular (401) e uma saída oval (402). As paredes de transição (403) contraem o fluxo de ar da entrada (401) até a saída (402). Preferivelmente, a altura (h2)-fig. 2-a qual é algumas vezes enterrada no subsolo tem um comprimento (d4). Esta combinação de formato e dimensões forma um balanço custo-benefício para uma altura relativamente pequena, e o simulador (1) torna-se comercialmente viável.
[0064] Referindo-se às próximas fig. 5, 6, 7, o termo “saída oval” para o dispositivo de contração de fluxo de ar cobre qualquer formato semelhante a uma oval tal como a saída (500) oval / polígono e a saída (600) perfeitamente oval. O formato assemelhado a uma oval provê uma ampla área (700) de visualização quando comparada com uma saída circular tendo à mesma área de secção transversal. A área (701) inclui uma área em plataforma e uma entrada. O fundo (B1) da câmara de vôo poderia estar em uma alameda (corredor) com um
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21/31 espaço de aluguel custoso, onde a área de visualização (700) maior tem considerável valor comercial.
[0065] Referindo-se à próxima fig. 8, uma câmara (800) de palco com duas plataformas consiste de um fundo (B2) da câmara de vôo com uma parede (809) da câmara de vôo tendo janelas (810) e entradas (806, 807) para pára-quedistas. As entradas (806, 807) podem ser sem portas ou com portas com dobradiças, ou com portasde-correr. Enquanto as portas (801, 805) estão fechadas, os ventiladores não tem que ser desligados para permitir que os páraquedistas entrem ou deixem à câmara de vôo (10). A pressão ambiente é mostrada como (A). As portas (801, 805) abrem do ambiente (A) para o primeiro quarto (802) em plataforma e para o segundo quarto (804) em plataforma. A porta (803) separa os quartos em plataforma (802, 804). Em operação, um grupo de pára-quedistas poderia entrar no quarto (804) enquanto a porta (803) está fechada, e então a porta (805) é fechada. Então os pára-quedistas poderiam entrar no quarto (802) com as portas (801, 805) fechadas. As entradas de pára-quedistas (806, 807) são usadas.
[0066] Referindo-se às próximas fig. 9, 10, o sistema de regulagem de temperatura (1000) consiste de um pleno (5) tendo um fluxo de ar (F). A saída (26) está localizada oposta à entrada (12), mas ligeiramente a montante, a uma distância (d11) escolhida pelos parâmetros de projeto. Preferentemente, os lanternins (120, 260) são controláveis desde uma sala de controle para variar a troca de ar do ambiente (A) com o pleno (5). O volume (I) de ar de entrada deve aproximar-se do volume (O) de ar de saída. O decréscimo da pressão (V) estática interna é formada pela contração e aceleração do ar no bico (N).
[0067] O sistema de troca de ar usado para túneis de vento de circuito fechado aqui descrito consiste de dois grandes lanternins em
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22/31 cada perna de retorno dos túneis: um lanternim de exaustão e um lanternim de alimentação. Os lanternins de exaustão e de alimentação estão dispostos e orientados de modo que há uma interação favorável entre eles. Esta localização é parte do que é novidade sobre este sistema.
[0068] O bordo de ataque do lanternim de exaustão tem deflexão para dentro do túnel e retira ar de dentro do túnel. O lanternim de alimentação está disposto sobre a parede oposta do túnel em relação à do lanternim de exaustão. Esta linha de articulação é projetada para alinhar-se com o bordo de ataque do lanternim de exaustão nos ajustes de projeto. O bordo de fuga do lanternim de entrada é defletido dentro do túnel. Ele é defletido em uma maior extensão do que a do lanternim de exaustão para causar um aumento de velocidade interna do fluxo de ar pela criação do bico (N). Esta é a chave. Este aumento de velocidade provoca um decréscimo na pressão estática interna (lei de Bernoulli). A pressão estática interna menor (abaixo da pressão atmosférica) realmente suga ar para dentro da entrada. Como um mínimo, o lanternim de entrada tem a mesma corda ou comprimento que o lanternim de exaustão. Em algumas configurações de túnel de vento é desejável que o lanternim de entrada tenha um comprimento ou corda maior do que o do lanternim de exaustão para reduzir a deflexão requerida.
[0069] Trocadores de ar de túnel de vento tradicionais tanto tem a exaustão como a alimentação em seções separadas do túnel de vento, ou caso elas estejam na mesma parte do túnel de vento não há interação favorável entre os dois lanternins para provocar esta queda desejada na pressão estática interna. Outros projetos tem empregado uma tela ou algum outro dispositivo que produz arrasto a jusante da exaustão e a montante da entrada para conseguir uma queda da pressão estática interna para causar a entrada de ar externo no túnel.
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Enquanto isto funcione, isto é muito ineficiente. Isto resulta em desnecessária perda de pressão total e em perda constante no desempenho do túnel. Freqüentemente há o requisito de adução adicional para controlar a pressão estática interna a qual aumenta o custo de construção. A presente invenção evita estes problemas e consegue a desejada troca de ar com a menor perda de potência. [0070] Referindo-se às próximas fig. 11, 12, um defletor (1100) é disposto ao longo da borda de fundo de uma entrada (1101, 1102) para pára-quedista para reduzir o fluxo de ar da câmara de vôo para dentro do quarto (802) e assim minimizando a ressonância da cavidade no quarto (802). O defletor (1100) tem um bordo de ataque (1103) em ângulo. O bordo de ataque (1103) inclina para dentro da câmara de vôo (10) na direção a jusante. A câmara de vôo (10) poderia ser circular ao invés de um polígono, como mostrado. Opcionalmente um defletor (1196) poderia ser montado no topo da porta, onde dobra-se para dentro da área em plataforma desde a câmara de vôo.
[0071] Referindo-se às próximas fig. 13, 14, os ventiladores (40, 41) da fig. 2 são mostrados em seu projeto preferido. Eles são orientados ligeiramente afastados um do outro em relação a uma linha de centro, como mostrado. Os planos dos ventiladores (P41, P42) são oblíquos à jusante formando um ângulo agudo (P43). A coberta (1300) do ventilador (caneca do ventilador) tem paredes divergentes (1302) após o segmento próximo à lâmina (1301). Nominalmente (W1) pode ser de 2,62 metros (103 polegadas), e (W2) pode ser de 3,10 metros (122 polegadas). Uma plataforma dos ventiladores pode ajudar colocar as duas canecas (1300) de ventilador juntamente próximas pelo modo de movimentação da frente (149) do ventilador (41) pela linha pontilhada (1499). Isto reduz a distância entre as duas colunas de ar dos ventiladores o que reduz o comprimento do pleno de retorno e a
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24/31 altura. A lâmina (1301) poderia ser adiantada.
[0072] Referindo-se às próximas fig. 15, 16, é mostrado um simulador (1500) de retorno duplo. Componentes funcionais equivalentes aos do simulador (1) de retorno único tem atribuídos numerais semelhantes, onde nenhuma descrição adicional é necessária.
[0073] Nesta configuração particular, a câmara de vôo (1503) tem paredes paralelas ao invés de paredes divergentes para prover dentro delas um fluxo de ar relativamente constante. Acima da câmara de vôo (1503) está um difusor (1504) o qual conecta-se a um diversor (1505) duplo. Esse defletor duplo (1505) tem duas asas de desvio divergentes (1507, 1508). A construção em forma de duto para ventilação (1521) suporta os ventiladores (40, 41). Os difusores de topo (1520) conectam-se aos defletores (2, 4) como mostrado. Um pleno (5) de retorno vertical esquerdo e um direito tem um sistema (1000) regulador de temperatura.
[0074] Os plenos (7) de fundo, cada um, conectam-se a um defletor (1501) duplo. O defletor (1501) duplo tem duas asas de desvio (1505, 1506) divergentes. Um dispositivo de contração (1502) de fluxo de ar acelera o fluxo de ar dentro da câmara de vôo (1503). Uma câmara de vôo (1503) maior pode ser suportada com os quatro ventiladores mostrados, quando comparada com a configuração da fig. 2 de dois ventiladores.
[0075] Referindo-se à próxima fig. 17, um simulador (1700) de retorno duplo tem uma câmara de vôo (1701) com um pára-quedista (1704) em seu interior. Os componentes (1702, 1703) de retorno de ar são mostrados com esta visa em planta de topo para formar uma configuração V (o ângulo (1705) é um ângulo agudo) estendendo-se da câmara de vôo (1701). Um uso para este simulador (1700) está em uma calçada (PW) pública para pedestres, como mostrado, uma área
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25/31 de visualização (VA) ressalta na calçada (PW) para pedestres, enquanto os componentes (1702, 1703) são à prova-de-som e escondidos pela parede (W). Como notado acima, os ventiladores e construções em duto correspondentes podem ser montados sobre o teto.
[0076] Referindo-se à próxima fig. 18, um outro simulador (1800) com configuração V é disposto em um ambiente de alameda diferente. A calçada (PW) para pedestres tem um espaço em loja de aluguel custoso ao longo da área (1805). Um espaço (1899) em alameda menos custosa pode ter áreas de armazenamento e poderia alojar componentes de ar de retorno (1801, 1802). Uma parede externa (WOUT) posiciona os componentes de ar de retorno (1803, 1804) fora, como mostrado.
[0077] Referindo-se à próxima fig. 19, uma parede (W) cria uma área fechada designada como PÚBLICA. As configurações possíveis de simuladores (1) e (1500) são mostradas. Seres humanos voadores (1704) podem criar uma área de divertimento abrigado excitante designada como PÚBLICA.
[0078] Referindo-se à próxima fig. 20, é mostrada uma versão artística do simulador da fig. 1, onde uma alameda (2000) tem uma calçada (PW) para pedestres. O termo “alameda” inclui aqui uma avenida de entretenimento com alta densidade de pessoas incluindo parques, complexo teatral, centros de entretenimento familiares, e campus de colégio. O nível de terreno (G2) forma uma área de pedestal (d1) de modo que o público olha para dentro da câmara de vôo (10) transparente. Uma área de cobrança (2001) poderia misturarse com outras frentes de lojas de aluguel. A paredes (W) e o terreno (G2) mostram os componentes (5, 6, 7, 8), que são mostrados com pontos Referindo-se às próximas fig. 21 e 21A, é mostrado um dispositivo de contração de fluxo de ar de dois estágios. Um primeiro
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26/31 estágio de contração (2111) é horizontal e alimenta o defletor (8). O segundo estágio de contração (2112) é vertical e alimenta a câmara de vôo (10). O simulador (2110) poderia enterrar o primeiro estágio de contração (2111) no subsolo. O resultado é menos barulhento e de menor altura pára o segundo estágio de contração (2112). Esta invenção pode prover uma altura global menor para o simulador (2110).
[0079] Referindo-se à próxima fig. 22, uma área em plataforma (2200) tem uma câmara de vôo (2202) com um fundo (B) consistido de uma rede trançada (2201).
[0080] Uma configuração da rede trançada formando o piso da câmara de vôo é uma grelha, do tipo para forno, em cabo de aeronave com cordões 3 / 32-17 de aço inoxidável em uma grade de 2' x 2' (60 cm x 60 cm) . Uma ou ambas as extremidades do cabo estão correndo através de uma mola de compressão, dependendo das condições da particular aplicação. Uma construção de cento e vinte dois (122) cabos fazem o piso do túnel desenhado. O número de cabos dependerá do formato e tamanho da câmara de vôo (2202), do máximo número de pára-quedistas planejados para a câmara de vôo e outras considerações do projeto.
[0081] A compressão das molas é ajustada para oferecer o “salto” apropriado ao piso provendo um aumento de segurança pois um páraquedista pode tornar-se instável e cair até o piso de cabo.
[0082] Nas paredes de visualização do túnel há 11 painéis acrílicos de 1 ¼ polegadas (31 mm) os quais possibilitam o controlador, pára-quedistas e espectadores na área de visualização / em plataforma verem a atividade na câmara de vôo e convés de vôo na configuração representada. O número de painéis dependeria da instalação. Há um grande painel acrílico que possibilita os espectadores verem o interior da sala de controle.
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27/31 [0083] Referindo-se à próxima fig. 23, uma câmara de vôo (10) tem um sensor (2600) para pára-quedista que usa ondas de energia (luz, rádio, som, UV, e outras) para detectar um pára-quedista movendo-se muito alto dentro da câmara de vôo (10). Um controlador (2602) pode consistir de simples saída lógica liga / desliga, ou modulador de corrente, ou assemelhados para reduzir temporariamente o fluxo de ar para baixar o pára-quedista dentro da câmara de vôo. Uma porta (2604) de ambiente de emergência poderia também ser aberta pelo controlador (2601). Uma rede trançada (2605) pode também ser usada para evitar que pára-quedistas desloquem-se para tão alto.
[0084] Referindo-se à próxima fig. 24, um outro difusor (2700) pode também servir como uma câmara de vôo. As paredes (2701) poderiam ser de painéis acrílicos de três polegadas. A saída oval (2702) tem bordas curvadas.
[0085] Referindo-se à próxima fig. 25, uma nave (2850) tem um simulador (2801) com um sistema (2800) de refrigeração com água do mar. Uma entrada (2851) de água do mar alimenta um trocador de calor (2853) no simulador via um fluxo controlador (2852). Um sensor (2854) de temperatura do ar comunica-se com um controlador de temperatura (2802) para manter a temperatura do ar em um ponto ajustado controlando o fluxo controlador (2852).
[0086] As fig. 26, 27, 28 oferecem projetos de cabos individuais os quais podem formar a rede trançada. A aerodinâmica básica ensina que um perfil do tipo de uma asa reduz o arrasto em oposição a um perfil rude ou plano. O cabo (2300) tem um elemento de núcleo (2301), torcido, padrão, com um invólucro (2302) externo helicoidal mostrado na fig. 26.
[0087] O cabo (2400) tem um elemento de núcleo (2401), torcido, modificado com um único elemento helicoidal (2402) ausente, como
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28/31 mostrado na fig. 27.
[0088] O cabo (2500) tem um núcleo (2501), torcido, modificado com elementos (2502) helicoidais duplos ausentes, como mostrado na fig. 28.
[0089] Referindo-se à próxima fig. 29, a configuração desenhada do cabo (2900) tem dezoito cordões. Os cordões (2901) formam um perímetro de cabo externo e tem aproximadamente diâmetros iguais (d1) onde (d1) é de cerca de 0,4826mm (0,019 polegadas) na configuração representada. O cordão (L19) completa o perímetro externo do cabo e tem um diâmetro (d2) , o qual é diferente de (d1) . Na configuração representada na fig. 29, o cordão (L19), mostrado em linha cheia, tem um diâmetro maior de cerca de 0,7112 mm (0,028 polegadas). O cordão (L19 a), mostrado em linhas pontilhadas, tem um diâmetro menor do que os cordões (2901), onde (d2) deveria ser ao menos 10 % diferente de (d1) , mais comumente (d2) sendo 25 % ou mais diferente de (d1) . Naquelas configurações onde (d2) é maior do que (d1) , o (d2) pode ser tanto como 250 % do tamanho de (d1) . Outros valores de variação de tamanho poderiam trabalhar de uma maneira similar. Quando (d2) é menor, o tamanho mínimo de (d2) será determinado por razões estruturais. O cordão (L19 a), deve ser de tamanho suficiente para não romper-se em uso e para suportar os dois cordões adjacentes (2901) afastados ao menos minimamente. O número de cordões dependerá da aplicação onde o cabo será usado. Em princípio, cabos com 6 ou mais cordões poderiam ser feitos de acordo com a presente descrição e funcionar corretamente.
[0090] Os cordões internos (2902, 2903) podem ter diferentes diâmetros em relação aos cordões (2901) e formar o núcleo do cabo (2900). O cordão central (2903) pode ter um diâmetro diferente dos cordões (2902). É irrelevante qual o diâmetro dos cordões internos (2902) e (2903) é com relação ao diâmetro (d2) do (L19).
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29/31 [0091] Nas configurações mostradas de (2900) com (L19), a razão de (d2) / (d1) é de cerca de 1,47 , onde o diâmetro (d3) é cerca de 10 % maior do que um diâmetro (d4) de cordão uniforme. O cabo (2900) é de um tipo de cordão torcido com o cordão (L19) formando uma crista helicoidal, mostrada na fig. 9.
[0092] Referindo-se à próxima fig. 30, o cabo (3000) tem um cordão de perímetro externo maior na linha cheia (L30) com um diâmetro (d5) . Na configuração representada, (d5) é de 0,8636 mm (0,034 polegadas), onde (d1) é o mesmo que na fig. 5. A razão (d5) / (d1) é de cerca de 1,79 . O comprimento (d6) é de cerca de 0,5055 mm (0,0199 polegadas) acima da extensão (S) da superfície do perímetro, na configuração desenhada.
[0093] Também mostrado na fig. 30, cordões (L30 a) são mostrados com linhas pontilhadas com um diâmetro (d5) de menos que 50 % de (d1) . Nesta configuração, dois ou mais cordões (L30 a) serão usados para sustentar uma folga aberta (G). O cabo (300) com dois cordões (L30 a) é mostrado em uma vista em perspectiva com uma folga (G) formando um sulco helicoidal na fig. 34.
[0094] Na fig. 32, uma outra configuração do cabo (3010) é mostrada. Os cordões externos (3011), os cordões internos (3012) e (3013) formam uma estrutura principal do cabo (3010). Os cordões (L301 a) tem um diâmetro de menos que 50 % do diâmetro de (3011). Ao invés de ambos cordões (L301 a) estarem em uma única folga (G), como na fig. 6, os cordões (L301 a) são colocados sobre ambos os lados do cordão (3011), formando dois sulcos helicoidais.;
[0095] Referindo-se à próxima fig. 33, a crista helicoidal de (L19) é vista em perspectiva.
[0096] Na operação do túnel de vento, ar acima de 20 mph (32 km/h) passa a cerca de um ângulo de 90 graus com o cabo o qual forma um piso de cabo / rede de segurança mostrado na fig. 22
Petição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 33/42
30/31 (2202). Em todos dos fios descritos, a direção de onde o fluxo de ar vem não é crítica para o funcionamento do dispositivo.
[0097] Outros fluxos de ar diferentes dos que vão diretamente para baixo na extensão do cabo, todas as outras direções de fluxo de ar sobre o cabo acredita-se resultarem em ao menos alguma redução de arrasto.
[0098] A fig. 31 mostra um cabo (3300) com 15 cordões. Os cordões (3301) formam o perímetro externo com (L31). Os cordões (3302) e (3303) formam o núcleo interno do cabo (3300). O (L31) poderia ser menor em diâmetro do que o cordão (L31)-não mostrado. [0099] Os cabos descritos podem ser usados em qualquer túnel de vento ou em outro ambiente onde é desejável empregar um cabo que sofre menos do que o arrasto normal quando passa através do ar ou quando ar passa sobre o cabo, não necessariamente em túneis de vento com recirculação.
[00100] A fig, 35 é um gráfico mostrando o coeficiente de arrasto de diferentes cabos como um função da pressão dinâmica. Em todos os cabos de teste, a maioria dos cordões no cabo eram de aproximadamente 0,019 polegadas de diâmetro. A linha (3401) mostra um cabo de fio torcido padrão. As linhas (3403) e (3405) mostram cabos (2300) com cordão (2302) helicoidal enrolado ao redor do perímetro. A linha (3402) mostra um cordão como na fig. 30 com um (d5) de 0,035 polegadas. A linha (3404) mostra um cordão como na fig. 29 com um (d2) de 0,025.
[00101] Estes cabos descritos geralmente não custam qualquer quantia apreciável a mais para manufatura do que um cabo padrão do mesmo tamanho. Assim, qualquer redução em arrasto e ruído e qualquer correspondente economia em consumo de energia que resulta do uso deste cabo de baixo arrasto resultará em uma direta economia de custos.
Petição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 34/42
31/31 [00102] Apesar o presente dispositivo ter sido descrito com referência nas configurações representadas, numerosas modificações e variações podem ser feitas, e mantendo o resultado que vem dentro do escopo da invenção. Nenhuma limitação com relação às configurações específicas aqui descritas é intencional ou podendo ser inferida. Cada configuração de aparelho aqui descrita tem numerosas configurações equivalentes.
Petição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 35/42
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Claims (13)
- REIVINDICAÇÕES1. Simulador de mergulho aéreo (“skydiving”) com túnel de vento vertical compreendendo:um pleno de fluxo de ar de recirculação possuindo uma configuração geralmente retangular;uma câmara de vôo vertical (10, 1503, 1701, 2202) capaz de fazer flutuar pelo menos um ser humano alojado dentro de um primeiro membro lateral vertical da configuração geralmente retangular do pleno de fluxo de ar;pelo menos um conjunto de ventilador (3); e caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conjunto de ventilador (3) compreende uma pluralidade de ventiladores (40, 41) em uma disposição lado-a-lado.
- 2. Simulador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ventiladores (40, 41) de um conjunto de ventilador (3), são arranjados em uma modo não paralelo a um ventilador adjacente e afastado de uma linha de centro entre eles.
- 3. Simulador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o alinhamento não paralelo dos ventiladores (40, 41) de um conjunto de ventilador (3) é devido aos planos de ventilador (P41, P42) dos ventiladores (40, 41) serem inclinados à jusante formando um ângulo agudo (P43).
- 4. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os ventiladores são dispostos em uma maneira escalonada para reduzir distância entre as colunas de ar dos ventiladores.
- 5. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a câmara de vôo (10, 1503, 1701, 2202) é disposta no lado de entrada do conjunto de ventilador (3).Petição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 36/422/3
- 6. Simulador, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o conjunto de ventilador (3) é montado horizontalmente no membro de topo (30) da configuração geralmente retangular do pleno de fluxo de ar.
- 7. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que um duto de retorno (30) de membro de topo, o primeiro membro lateral vertical, e um segundo duto de retorno (5) de membro lateral vertical do pleno de fluxo de ar, cada um possui um segmento de parede divergente para expandir um fluxo de ar de recirculação enquanto mantém um fluxo de ar geralmente laminar.
- 8. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um membro de fundo (7) do pleno de fluxo de ar possui paredes divergentes.
- 9. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um regulador de temperatura que possui um lanternim de entrada de ar disposto em um lado oposto a um lanternim de saída de ar em um membro de duto de um lanternin de saída de ar, em que um bico de aceleração é formado pelos lanternins, criando assim uma zona de pressão estática decrescente e puxando ar de fora para dentro da entrada de ar.
- 10. Simulador, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o lanternim de saída fica de face a montante dentro do membro de duto, e o lanternim de entrada fica de a jusante dentro do membro de duto, formando assim o bico de aceleração.
- 11. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um conjunto de ventilador é montado em um dentre um duto de retornoPetição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 37/423/3 (30) de membro de topo, ou em um segundo duto de retorno (5) de membro lateral vertical do pleno de fluxo de ar.
- 12. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que:o simulador possui um duto de retorno compreendendo o membro horizontal de topo (30), o segundo membro vertical (5) e o membro horizontal de fundo (7);o primeiro membro vertical sendo um primeiro membro lateral vertical e o segundo membro vertical sendo um segundo membro lateral vertical da configuração geralmente retangular, compreendendo ainda o membro horizontal de topo e o membro horizontal de fundo.
- 13. Simulador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que:o simulador possui dois dutos de retorno, cada duto de retorno compreendendo um membro horizontal de topo, um segundo membro vertical (5), e um membro horizontal de fundo (7);a configuração geralmente retangular compreendendo os membros de topo, os segundos membros laterais verticais, e os membros de fundo dos dois dutos de retorno, o primeiro membro vertical do pleno de fluxo de ar sendo um membro central vertical da configuração geralmente retangular.Petição 870170064219, de 31/08/2017, pág. 38/42 • •44 44 *44444444 4 4 44 4*4 4 444 ♦ 4 4··' »4 4 4 4< 4 44 4 4 4 4 • 4 4 44 · 4 44 4 44 4 4 44·<1/19 /Oo
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