JPH08299515A - 自由降下模擬体験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】上昇気流の温度調整を可能とし、実際に即した
気温条件で降下練習を行うことのできる自由降下模擬体
験装置の提供する。 【構成】遊泳室２３の下面部に開口する送風通路５０内
に設けられた送風機５２によって、空気取入口１２から
吸気通路３０を介して導入した空気を、送風通路５０を
介して遊泳室２３に下方から吹き上げると共に排気通路
６０を介して排気口１１から排出し、遊泳室２３内に形
成される上昇気流によって遊泳室２３内に遊泳者１を浮
遊状態に維持するものであって、吸気通路３０と排気通
路６０とが連通路７０によって連通され、この連通路７
０と、空気取入口１２及び排気口１１にそれぞれ開閉可
能なシャッター７１，１２Ａ，１１Ａが設けられると共
に、吸気通路６０内にヒートポンプ装置８０の熱交換器
８１が介設されて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送風装置の送風によっ
て浮遊空間の下方から上方へ向かう上昇気流が形成さ
れ、その上昇気流によって前記浮遊空間内の遊泳者を浮
遊状態に維持するように構成された自由降下疑似体験装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】落下傘による降下では、落下傘開傘前の
自由降下状態で姿勢によって落下経路を制御して降下目
標地点付近まで到達した後、開傘して降下・着地する。
従来、その自由降下の際の姿勢の練習は、地上において
基本的な練習を行った後、実際に降下して行っていた
が、地上での練習と実際の自由降下状態とは全く異な
り、実際の降下練習の際に事故が発生することがあっ
た。

【０００３】このため、近時、自由降下状態の模擬的体
験を可能とする自由降下模擬体験装置が開発され、自由
降下状態の練習に用いられている。これは、送風装置か
らの送風を浮遊空間の下方から上方に通過するように導
いて構成され、その風速を自由降下時における人間と空
気との相対速度と略等しくすることにより、練習者がこ
の上昇風の浮力によって浮遊空間内で浮遊状態に維持さ
れるようにしたものである。これにより、実際の降下状
態を模擬的に長時間体験して練習することができ、従来
地上ではできなかった技術の習得が可能となった。

【０００４】このような風洞装置として、例えば、実願
平３−１１６８８３号公報に示されるようなものがあ
り、これは、図６にその概念図を示すように、送風循環
経路９０中に設けられたブロア９１（送風装置）によっ
て当該送風循環経路９０内を気流が循環し、その上昇送
風部位に遊泳エリア９３（浮遊空間）が設けられて構成
される。図示構成のものは、この遊泳エリア９３の斜め
下方と上流側の循環経路９０とがバイパス風路９４によ
って結ばれると共に、このバイパス風路９４に小型ブロ
ア９５が設けられており、この小型ブロア９５の駆動に
よってバイパス風路９４を介した風が斜め下方から遊泳
エリア９３内に流入して横風状態を生じさせることがで
きるようになっているものである。

【０００５】尚、上記のごとく空気を循環経路内を循環
させる回流式の風洞装置の他に非回流式のものもあり、
自由降下模擬体験用の非回流式風洞装置としては、浮遊
空間を形成する内部構造物の周囲を外壁構造物が囲んで
両者の間に吸気通路が形成されると共に、外壁構造物の
全周に亙って空気取入口が設けられ、浮遊空間の下側に
設けられた送風装置によって空気取入口から導入された
空気が浮遊空間を下方から上方へ通過した後排出される
構成のものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、対流圏にお
いては高度の上昇に伴って１０００ｍについて約６．５
゜Ｃ気温が低下するため、自由降下の際には低温の上空
から降下するにつれて高温となる。例えば地上温度を１
５゜Ｃとした場合、高度３０００ｍでは約−５゜Ｃ，高
度７０００ｍでは約−３０゜Ｃとなり、高度７０００ｍ
からの降下では外気温が約４５゜Ｃの範囲で変化する。
地表付近の気温は季節や場所及び時間によって異なるた
め、実際には−３０゜Ｃより低温から３５゜Ｃ程度の高
温になる。つまり、実際に降下する際にはこのような厳
しい気温条件に耐える必要があり、地上での練習におい
てもそのような気温条件下での練習が行えることが望ま
しい。

【０００７】しかしながら、上記従来の自由降下模擬体
験装置では、上昇気流の温度を可変調整することはでき
ないためこのような外気温度を再現することはできず、
実際の気温条件に即した練習を行うことができないもの
であった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、上昇気流の温度調整を可能とし、実際に即し
た気温条件で降下練習を行うことのできる自由降下模擬
体験装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】上記目的を達成する本発明
の自由降下模擬体験装置は、浮遊空間の下面部に開口す
る送風通路内に設けられた送風装置によって、外部に開
口する空気取入口から吸気通路を介して導入した空気
を、前記送風通路を介して前記浮遊空間に下方から吹き
上げると共に前記浮遊空間上面部と外部に開口する排気
口とを結ぶ排気通路を介して排出し、前記浮遊空間内に
形成される上昇気流によって前記浮遊空間内に遊泳者を
浮遊状態に維持するものであって、前記吸気通路と前記
排気通路とを連通する連通路が配設され、該連通路と前
記空気取入口及び前記排気口にそれぞれ開閉手段が設け
られると共に、前記吸気通路内に少なくとも低温冷媒が
供給される熱交換器が介設されて成る吸気温度変更手段
を備えて構成されていることを特徴とする。

【００１０】また、上記吸気温度変更手段はヒートポン
プ装置であって、上記熱交換器は低温冷媒が供給される
蒸発器又は高温冷媒が供給される凝縮器に切り換え可能
に構成されていることを特徴とする。

【００１１】

【作用】連通路の開閉手段を閉じると共に空気取入口と
排気口の各開閉手段をそれぞれ開いた状態では、吸気通
路を介して導入された空気が浮遊空間を通って排気通路
を介して外部に排出され、浮遊空間内の上昇気流の温度
は外気温に等しい。この状態から連通路の開閉手段を開
くと排気の一部が連通路を介して吸気通路に環流し、送
風装置の発熱で浮遊空間内の上昇気流の温度が上がる。
空気取入口と排気口の各開閉手段をそれぞれ閉じると、
全ての排気が連通路を介して吸気通路に環流して循環
し、浮遊空間内の上昇気流の温度が迅速にしかもより高
温となる。吸気温度調整手段は、低温冷媒が供給される
熱交換器によって吸気通路を通過する空気を冷却し、上
昇気流の温度を低下させる。つまり、上昇気流の温度
を、連通路と空気取入口及び排気口の開閉手段の開閉に
よって上げることができると共に、吸気温度変更手段に
よって下げることができる。従って、浮遊空間の上昇気
流の温度を任意の温度に設定できると共に、低温から高
温に変化させることで降下に伴う外気温の変化も再現で
きる。

【００１２】また、吸気温度変更手段をヒートポンプ装
置とし、その熱交換器を低温冷媒が供給される蒸発器又
は高温冷媒が供給される凝縮器に切り換え可能とした構
成では熱交換器を蒸発器又は凝縮器に切り換えることに
よって吸気通路を通過する空気を加熱・冷却して上昇気
流の温度を任意に設定でき、また、その変化率も任意に
設定できる。

【００１３】

【発明の実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実
施例について説明する。図１は本発明に係る自由降下模
擬体験装置の一実施例の外形斜視図、図２はその縦断面
図、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。

【００１４】図示自由降下模擬体験装置は、全体として
は所定高さの八角柱状であって、下端部が所定深さで地
中に埋設設置されている。内部中央には、外形と相似形
である八角柱状の内部構造物２０が設けられ、この内部
構造物２０の外面２１と外面を構成する外壁１０の内面
との間には、所定幅の空間が上端部を除いて全周を巡る
ように形成されており、この空間部が後述する吸気通路
３０と連通路７０を構成している。尚、本実施例は装置
を八角柱形状に構成した例であるが、これに限るもので
はなく、他の多角柱状や円柱状であっても良く適宜変更
可能なものである。

【００１５】外壁１０には、天面と隣接する最上部に排
気口１１が八角形頂点部を除いて全周に亙って開口形成
され、高さ方向中央よりやや上側に空気取入口１２が八
角形頂点部を除いて全周に亙って開口形成されている。
各排気口１１及び空気取入口１２には、当該排気口１１
及び空気取入口１２の開口部を開閉可能な開閉手段とし
てのシャッター１１Ａ，１２Ａがそれぞれ設けられてい
る。

【００１６】シャッター１１Ａ，１２Ａは複数の板状の
羽根がそれぞれ揺動可能に枢支されて並設されると共
に、図示しないアクチュエータによって揺動駆動され、
その揺動角度によって開口面積を可変調整可能となって
いるものである。

【００１７】内部構造物２０の外面２１と外壁１０の間
の空間部は、外壁１０と内部構造物２０の八角形の頂点
を結んで設けられた仕切板３１によって仕切られて周方
向に８個の区画に分割され、高さ方向は外壁１０の空気
取入口１２形成部位より下側が吸気通路３０、上側が連
通路７０となっている。つまり、内部構造物２０の外面
２１と外壁１０の間の上下に連続する空間部が、外壁１
０の空気取入口１２形成部位を境に上側が連通路７０，
下側が吸気通路３０となっているものである。

【００１８】連通路７０は、その上部が後述する排気通
路６０の水平部６０Ａの排気口１１に臨む部位の下側に
直角に接続しており、その接続開口部には開閉手段とし
てのバイパスダンパー７１が設けられている。

【００１９】バイパスダンパー７１は、前述の排気口１
１及び空気取入口１２に設けられたシャッター１１Ａ，
１２Ａと同様に、複数の板状の羽根が図示しないアクチ
ュエータによって揺動駆動され、その揺動角度によって
開口面積が可変調整可能となっているものである。これ
により、当該バイパスダンパー７１を閉じると吸気通路
３０と排気通路６０が隔絶し、開くと吸気通路３０と排
気通路６０が連通路７０を介して連通すると共にその揺
動角度によって連通面積も可変となっているものであ
る。尚、バイパスダンパー７１の配設位置は図示のごと
く閉じた状態で排気通路６０の内面と面一となるものに
限るものではなく、連通路７０内に引っ込んだ位置とし
ても良く、そうすることにより流路抵抗を低減し得る。
又、羽根が揺動して通路を開閉する構成でなくスライド
する遮蔽板によって連通路を開閉するものとしても良
い。

【００２０】吸気通路３０は、その下部が当該自由降下
模擬体験装置の底部に沿う水平部３０Ａとなって送風通
路５０に接続しており、水平部３０Ａには吸気温度変更
手段としてのヒートポンプ装置８０の熱交換器８１が介
設されている。尚、図中３３は吸気通路３０に介設され
た消音器、３４は詳しくは後述するが突風ダクト４０が
接続された吸気通路区画３２のみに設けられる吸気通路
シャッター３４である。

【００２１】ヒートポンプ装置８０は、圧縮機により圧
縮された冷媒の供給通路が切り換えられて選択的に供給
される二組の熱交換器を備え、圧縮された冷媒が供給さ
れる熱交換器が凝縮器として作用すると共にこの凝縮器
によって冷却された加圧冷媒が膨張弁によって減圧され
て供給される熱交換器が蒸発器として機能し、供給通路
の切り換えによって両熱交換器の機能が切り換え可能に
構成されたものであり、蒸発器側の熱量を凝縮器側に汲
み上げるものである。そして、その一方の熱交換器８１
が吸気通路３０の各区画の水平部３０Ａ内にそれぞれ介
設され、他方の熱交換器は図示しないが自由降下模擬体
験装置外に配設されている。

【００２２】内部構造物２０の内部中央には、周壁２２
によって外形と相似形の八角柱状に囲まれた浮遊空間と
しての遊泳室２３が形成され、この遊泳室２３と外面２
１との間に遊泳室２３の床面と同一平面で遊泳室２３の
周囲を巡る回廊部２４が設けられている。また、八角形
の所定一面と、対応する吸気通路区画３２との間には回
廊部が設けられずに閉塞されており、ここに遊泳室２３
と吸気通路区画３２とを連通する突風ダクト４０が形成
されている。遊泳室２３内には、その周壁２２に設けら
れた調圧室２５を介して回廊部２４から出入りできるよ
うになっており、回廊部２４には吸気通路３０を貫いて
設けられた出入口１３（図１に示す）に通じる図示しな
い通路を介して外部から出入り可能となっている。

【００２３】遊泳室２３には、その床面中央に送風通路
５０が開口し、天面中央に排気通路６０が開口してい
る。また、周壁２２の一面に前述の突風ダクト４０が開
口している。

【００２４】送風通路５０は、遊泳室２３の下方に鉛直
に延設された円筒状の部材によって形成され、その下端
部で吸気通路３０（水平部３０Ａ）と連通してここに送
風装置としての軸流型の送風機５２が送風方向を上側
（遊泳室２３側）として配設されている。また、送風機
５２と遊泳室２３の間には、整流用ハニカム５３が設け
られ、遊泳室２３への開口部には落下防止ネット５５が
二重に張設されている。

【００２５】排気通路６０は、上方に鉛直に延設され、
当該自由降下模擬体験装置の天面に沿う水平部６０Ａを
介して排気口１１に接続している。また、その遊泳室２
３への開口部には吸込防止ネット６２が張設されてい
る。尚、図中６３は当該上部送風路６０中に介設された
消音器である。

【００２６】空気取入口１１と排気口１２の各シャッタ
ー１１Ａ，１２Ａの開閉、連通路７０に備えられたバイ
パスダンパー７１の開閉、ヒートポンプ装置８０の駆
動、送風機５２の駆動及び当該自由降下模擬体験装置の
他の全ての駆動制御は、図示しない制御装置によって行
われるようになっている。

【００２７】而して、上記の如く構成された自由降下模
擬体験装置では、図３に示すように空気取入口１２と排
気口１１のシャッター１２Ａ，１１Ａを開くと共に連通
路７０のバイパスダンパー７１を閉じた状態で送風機５
２を駆動することによって、空気取入口１２から取り入
れられて吸気通路３０を介した空気が送風路５０から遊
泳室２３内に吹き上げ、遊泳室２３内を通過して排気通
路６０を通って排気口１１から外部に排出される。遊泳
室２３内に吹き上げられる空気は、整流用ハニカム５３
によって整流されて乱流のない安定したものとされる。
遊泳室２３内での流速は、自由降下時における空気との
相対速度と略等しい約７０ｍ／ｓｅｃとなるように設定
されており、これによって上昇気流中に位置する遊泳者
１が落下も上昇もしない浮遊状態となって自由降下状態
を模擬体験できる。

【００２８】このように空気取入口１２と排気口１１の
シャッター１２Ａ，１１Ａを開かれ、連通路７０のバイ
パスダンパー７１が閉ざされた状態では、空気取入口１
２から取り入れられた空気が遊泳室を通過して排気口１
１から排出されるため、送風機５２の発熱で遊泳室２３
に吹き上げる空気は外気温度から僅かに上昇するものの
略外気温度に等しい温度であってそれ以上に上昇した
り、低下することはない。

【００２９】ここで、空気取入口１２と排気口１１の各
シャッター１２Ａ，１１Ａと連通路７０のバイパスダン
パー７１の開閉操作及びヒートポンプ装置８０の駆動に
よって遊泳室２３の上昇気流の温度を変えることができ
る。

【００３０】即ち、図４に示すように連通路７０のバイ
パスダンパー７１を開くことで、排気の一部が排気通路
６０から連通路７０を介して吸気通路３０に環流し、こ
れによって送風機５２の発熱熱量の蓄積によって遊泳室
２３に吹き上げる空気の温度が上昇する。この場合、温
度上昇は緩慢で平衡温度も低く、比較的容易に平衡温度
に達する。

【００３１】更に、この状態から図５に示すように空気
取入口１２と排気口１１のシャッター１２Ａ，１１Ａを
揺動させて開口面積を狭く変化させることによって排気
の環流率が増大し、温度上昇率が向上する。例えば、空
気取入口１２と排気口１１を完全に閉じると、当該自由
降下模擬体験装置内の空気は完全に循環することとなっ
て迅速に温度が上昇すると共に平衡温度も高くなる。

【００３２】ヒートポンプ装置８０は、吸気通路３０内
に配設された熱交換器８１を凝縮器として機能させるこ
とによって吸気通路３０内を流れる空気を加熱し、熱交
換器８１を蒸発器に切り換えることで吸気通路３０内を
流れる空気を冷却する。これによって、遊泳室３２に吹
き上げる空気の温度を上昇又は低下させることができ
る。

【００３３】これら空気取入口１２と排気口１１のシャ
ッター１２Ａ，１１Ａの開閉、連通路７０のバイパスダ
ンパー７１の開閉、及びヒートポンプ装置８０の駆動は
前述のごとくそれぞれ図示しない制御装置によって駆動
制御されるようになっており、制御装置は連通路７０の
バイパスダンパー７１及び空気取入口１２と排気口１１
のシャッター１２Ａ，１１Ａを開閉制御してそれぞれの
開口面積を変化させると共に、ヒートポンプ装置８０を
駆動制御することで、遊泳室２３に吹き上げる空気の温
度を任意に設定することができると共に、任意の温度か
ら異なる任意の温度に任意の変化率で変化させることが
できる。つまり、空気取入口１２と排気口１１のシャッ
ター１２Ａ，１１Ａの開閉と連通路７０のバイパスダン
パー７１の開閉によって温度上昇とその上昇率を制御で
き、これに加えてヒートポンプ装置８０によって更なる
高温化と温度上昇率の向上制御が可能となり、また、ヒ
ートポンプ装置８０によって空気を冷却できるものであ
る。

【００３４】これにより、例えば、始めにヒートポンプ
装置８０によって−３０゜Ｃに冷却した状態から１５゜
Ｃまで加熱することにより、高度７０００ｍから１５゜
Ｃの地上に降下する気温の変化を再現できる。その制御
は、予め定められたプログラムに従ってシーケンシャル
に行うフィードフォワード制御でも良いが、遊泳室２３
の上昇気流中又は他の通路内の温度を検知するセンサを
備えてそれらセンサが検知する温度情報に基づくフィー
ドバック制御とするのがより望ましい。

【００３５】つまり、本構成によれば、特定の気温条件
での自由降下練習が可能となり、更に、自由降下中にお
ける気温変化を再現して自由降下練習を行うことも可能
となるものである。

【００３６】尚、本実施例では、前述の如く遊泳室２３
と吸気通路３０（吸気通路区画３２）とを連通する突風
ダクト４０が設けられており、この突風ダクト４０が接
続された吸気通路区画３２には、突風ダクト４０の開口
部の上側（吸気方向上流側）に配設された消音器３３の
上流側に、当該吸気通路区画３２を開閉可能な吸気通路
シャッター３４が設けられると共に、突風ダクト４０に
は、その遊泳室２３側と吸気通路３０側の両方の開口部
にそれぞれ開閉可能な突風ダクトシャッター４１，４２
が設けられており、この吸気通路シャッター３４と、突
風ダクトシャッター４１，４２を開閉することで、遊泳
室３２内に横風状態を創成することができ、自由降下中
に横風に煽られた状況を体験することができるようにも
なっている。

【００３７】即ち、突風ダクト４０が接続された吸気通
路区画３２に設けられた吸気通路シャッター３４を閉
じ、同時に突風ダクト４０に設けられた突風ダクトシャ
ッター４１，４２を開くことにより、吸気通路区画３２
からの吸気が行われなくなると共にこの吸気通路区画３
２の吸気通路シャッター３４より下流側と遊泳室２３と
が突風ダクト４０によって連通して通気可能となり、遊
泳室２３から突風ダクト４０を介して吸気通路区画３２
に空気が流れて遊泳室２３から突風ダクト４０，吸気通
路区画３２，側方通路空間５１及び下部送風路５０（送
風機５２）を循環する回流が生じ、遊泳室２３内におい
ては突風ダクト４０に向かう方向の横風が生じて、自由
降下中に横風を受けた際における対応の練習が可能とな
るものである。

【００３８】つまり、本実施例構成によれば、地上にお
いて複雑且つ高度な技術を習得することができるもので
ある。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る自由
降下模擬体験装置によれば、浮遊空間に吹き上げる上昇
気流の温度を、吸気通路と排気通路とを連通した連通路
と空気取入口及び排気口にそれぞれ設けられた開閉手段
を開閉して排気通路の排気を吸気通路に環流させること
によって上昇させることができると共に、吸気温度変更
手段によって低下させることができる。これにより、上
昇気流の温度を任意に調整して実際に即した気温条件で
降下練習を行うことができ、更に、自由降下中における
気温変化を再現して自由降下練習を行うことも可能とな
るものである。

【００４０】また、吸気温度変更手段を熱交換器が蒸発
器又は凝縮器に切り換え可能なヒートポンプ装置とする
ことにより、上昇気流の温度とその上昇率を向上させる
ことができ、より広い気温条件及びその変化を再現する
ことが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自由降下模擬体験装置の外形斜視
図である。

【図２】その縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】作動状態を示す縦断面図である。

【図５】作動状態を示す縦断面図である。

【図６】従来例を示す概念図である。

【符号の説明】

１ 遊泳者 １１ 排気口 １１Ａ シャッター（開閉手段） １２ 空気取入口 １２Ａ シャッター（開閉手段） ２３ 遊泳室（浮遊空間） ３０ 吸気通路 ５０ 送風通路 ５２ 送風機（送風装置） ６０ 排気通路 ７０ 連通路 ７１ バイパスダンパー（開閉手段） ８０ ヒートポンプ装置（吸気温度変更手段） ８１ 熱交換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】浮遊空間の下面部に開口する送風通路内に
   設けられた送風装置によって、外部に開口する空気取入
   口から吸気通路を介して導入した空気を、前記送風通路
   を介して前記浮遊空間に下方から吹き上げると共に前記
   浮遊空間上面部と外部に開口する排気口とを結ぶ排気通
   路を介して排出し、前記浮遊空間内に形成される上昇気
   流によって前記浮遊空間内に遊泳者を浮遊状態に維持す
   るものであって、 前記吸気通路と前記排気通路とを連通する連通路が配設
   され、該連通路と前記空気取入口及び前記排気口にそれ
   ぞれ開閉手段が設けられると共に、前記吸気通路内に少
   なくとも低温冷媒が供給される熱交換器が介設されて成
   る吸気温度変更手段を備えて構成されていることを特徴
   とする自由降下模擬体験装置。
2. 【請求項２】上記吸気温度変更手段はヒートポンプ装置
   であって、上記熱交換器は低温冷媒が供給される蒸発器
   又は高温冷媒が供給される凝縮器に切り換え可能に構成
   されていることを特徴とする自由降下模擬体験装置。