WO2020067917A1 - Vertical wind tunnel for freely floating a person in air - Google Patents

Vertical wind tunnel for freely floating a person in air Download PDF

Info

Publication number
WO2020067917A1
WO2020067917A1 PCT/RU2018/000779 RU2018000779W WO2020067917A1 WO 2020067917 A1 WO2020067917 A1 WO 2020067917A1 RU 2018000779 W RU2018000779 W RU 2018000779W WO 2020067917 A1 WO2020067917 A1 WO 2020067917A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
wind tunnel
tunnel according
fans
vibration
Prior art date
Application number
PCT/RU2018/000779
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ПЛЕТНЕВ Роман Александрович ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ
Александр Владимирович ПЛЕТНЕВ
Original Assignee
ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ПЛЕТНЕВ Роман Александрович ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2018134391A external-priority patent/RU2693106C1/en
Priority claimed from RU2018134392A external-priority patent/RU2692744C1/en
Application filed by ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ПЛЕТНЕВ Роман Александрович ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ filed Critical ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬ ПЛЕТНЕВ Роман Александрович ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ
Priority to EA202092601A priority Critical patent/EA202092601A1/en
Publication of WO2020067917A1 publication Critical patent/WO2020067917A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63GMERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00Amusement arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D23/00Training of parachutists
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/08Structures made of specified materials of metal
    • E04H12/10Truss-like structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02Wind tunnels

Definitions

  • the invention relates to a device for reproducing free floating in the air, namely to vertical wind tunnels of a closed recirculation type, and can be used both for training athletes and as an entertainment attraction.
  • a closed-type wind tunnel which contains a confuser, a working zone, a diffuser, a return duct, a fan unit and four rotary elbows with a flow angle of 90 °, with a diffuser section between the first and second elbows (Wind tunnels and gas-dynamic installations of the Scientific Research Center named after Ames NASA Issue N2450 G., TsAGI, ONTI, 1974, p.11).
  • the disadvantages of the known design are large hydraulic losses associated with the irrationality of the layout.
  • the first and second rotary elbows are one of the main sources of hydraulic losses in the aerodynamic circuit and the main cause of large hydraulic losses in the diffuser. This is due to the fact that the reduction of hydraulic losses in the rotary elbows requires a decrease in the flow velocity at their locations, for which it is necessary to increase the degree expansion of the diffuser, which in turn leads to an increase in the total pressure loss in the diffuser.
  • an increase in the degree of expansion of the diffuser requires an increase in its length, which leads to an increase in the overall geometrical dimensions of the wind tunnel and the material consumption of the structure.
  • Another analogue is the design of the wind tunnel, which contains two vertical channels, the flight chamber in one of the channels, and in the bypass channel of which the main fan with the engine is stationary (US2016288002, published on 06.10.2016).
  • a disadvantage of the known design are high hydraulic losses and low operating efficiency due to the lack of thermal control systems and a second bypass duct.
  • the closest in technical essence to the present invention is the design of a device for simulating a prolonged parachute jump with a vertical wind tunnel of a closed recirculation type, containing an air exchange system, upper and lower air ducts, two lateral vertical bypass air ducts, four rotary elbows, upper and lower manifold chambers, nodes of the main fans, as well as the central channel with a vertical flight chamber and safety net (RU 2458825, publ. . 20.08.2012).
  • Two fan assemblies are located in the upper vertical air duct and contain two fans located next to each other.
  • a passive temperature control system is provided due to the presence of inlet and outlet large shutters in each return channel and the creation of reduced static pressure without the use of additional fans.
  • Collector chambers and rotary elbows contain rotary guide vanes.
  • Airflow temperature is controlled by opening or closing the corresponding inlet or outlet louvers (air exchange dampers), which leads to the following undesirable effects:
  • the power of the main fan motors is used irrationally.
  • the disadvantages of the known device are low operating efficiency and high hydraulic losses due to the low-efficiency system of thermal control and air exchange in the wind tunnel, as well as a result high hydraulic losses due to the irrational arrangement of the main fan assemblies, the design of the manifold chambers and slewing elbows containing rotary guide vanes, which also increase hydraulic losses.
  • the regulation of the air flow by the main blower fan units by opening or closing the corresponding inlet or outlet louvers causes the propagation of noise and vibration into the outer space, especially at maximum wind tunnel operating modes that cannot be drowned out, which causes discomfort and adversely affects health.
  • the nodes of the main fans are also sources of intense noise and vibration, as their sound insulation and vibration isolation are not provided.
  • the safety net is composed of braided cords with low aerodynamic drag and is designed to support the user and reduce aerodynamic drag.
  • a mesh design does not provide the necessary damping properties during a sharp landing and, moreover, a user falling in the flight chamber, which can lead to injury to the user without ensuring his safety.
  • the design of the prototype does not provide means to mitigate the impact force of the user in emergency situations.
  • the disadvantages of the prototype are also a high level of noise and vibration during operation of the wind tunnel, as well as inadequate user safety during a sharp landing or falling on the safety net of the flight camera.
  • a vertical wind tunnel of a closed recirculation type for reproducing free soaring of a person in air comprising:
  • a vertical flight chamber a central channel, a diffuser, an upper manifold chamber, two upper horizontal air ducts, four rotary elbows, two lateral vertical bypass air ducts, two lower horizontal air ducts, a lower manifold chamber, a confuser at the base of the flight chamber, main fans, and thermal control system, characterized in that
  • the temperature control system is located in the upper horizontal air ducts and is made in the form of two symmetrically located temperature control nodes, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit,
  • the forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans located in the nozzles of the exhaust and air supply, and is configured to exchange the internal volume of the wind tunnel with the atmosphere, and
  • the heat exchange unit contains heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator connected to an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchanger, while the heat exchange unit is capable of supplying heated air from the upper horizontal air exhaust channel and the outflow of cooled air back into it.
  • a wind tunnel is proposed in which the collector chambers and the rotary elbows are made with rigid concentric perforated baffles forming channels.
  • a wind tunnel is proposed in which the main fans are installed in the side bypass air ducts on the engine mount and are equipped with straightening blades.
  • a wind tunnel is proposed in which the engine mounts are mounted on vibration dampers.
  • a wind tunnel is proposed in which the electric motors of the main fans are located in annular casings used fairings with exhaust pipes configured to discharge heated air into the atmosphere.
  • a wind tunnel is proposed in which a revolving door is provided with rotating sectors-openings and seals around its perimeter, and a lock chamber is provided between the flight chamber and the revolving door.
  • a wind tunnel is proposed in which the perforated baffles of the rotary elbows are provided with layers of sound-absorbing material.
  • a wind tunnel is proposed in which the enclosures of individual nodes are made with stiffeners.
  • a wind tunnel is proposed in which the vibration mounts contain layers of damping materials reinforced with a high-strength mesh.
  • a wind tunnel is proposed in which vibration-absorbing gaskets are installed between the flanges of the housings of individual nodes.
  • a wind tunnel in which the outlet pipe for heated air is made in the form of a diffuser with sound-absorbing partitions forming expanding radial channels.
  • a wind tunnel in which the external air supply pipe is made in the form of a cylindrical part with an upper perforated section, on which the base of the cylindrical glass is installed with the formation of an annular gap between their inner surfaces with a sound-absorbing coating.
  • a wind tunnel is proposed in which the vertical flight chamber is equipped with a safety net containing a tension cable system and made with the possibility of two-stage elastic cushioning when the user falls.
  • the implementation of the present invention provides a technical result, consisting in creating conditions for efficient and safe operation of the wind tunnel through the use of an advanced system thermal regulation and air exchange, which provides stable maintenance of the required air flow temperature in any control mode from minimum to maximum, while the factors affecting the formation of an uneven air flow, as well as the deterioration of its quality and speed, are eliminated, moreover, the noise level is reduced in comparison with the prototype.
  • the air exchange dampers in the prototype When you open the air exchange dampers in the prototype, the noise of the main air flow spreads to the outer space surrounding the wind tunnel, and there is no sound suppression system for the air inlet and outlet airflows, therefore, the air exchange system of the wind tunnel is placed in the upper horizontal air duct, which contains symmetrically located outer and the removal of heated air, in comparison with the prototype has significant advantages.
  • FIG. T shows a general view of a wind tunnel placed in a truss.
  • FIG. 2 the wind tunnel is shown in section, on which the nodes making up the body of the wind tunnel are presented, the arrows show the directions of movement of the air flows.
  • FIG. 3 schematically shows a rotary elbow with rigid perforated partitions, where Rl, R2, R3 is the average radius of rotation of the channel between the perforated partitions, and LI, L2, L3 is the width of the corresponding channel.
  • FIG. 4 shows layers of sound-absorbing material that can be provided with perforated partitions.
  • FIG. 5 shows the main fan assembly with a motor mounted on vibration dampers.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the outside air supply pipe.
  • FIG. 7 shows a heat exchange unit of a temperature control system of a device of the present invention.
  • FIG. 8 shows a pipe for removing heated air in a vertical section.
  • FIG. 9 shows a view of the nozzle of FIG. 8 in horizontal section.
  • FIG. 10 shows a general view of the construction of an input unit in a flight chamber for a user.
  • FIG. 11 shows the design of the input unit in the flight chamber for the user in a plan view.
  • FIG. 12 shows the construction of the safety net.
  • FIG. 13 shows a tear element of the safety net before tearing.
  • FIG. 14 shows the tear-off element of the safety net after tearing.
  • FIG. 15 shows the spring and the tension cable of the safety net after breaking the discontinuous element.
  • FIG. 16 shows the design of the vibration mount.
  • Embodiments are not limited to the embodiments described herein, and other embodiments of the invention will become apparent to a person skilled in the art based on the information set forth in the description and knowledge of the prior art without departing from the spirit and scope of the present invention.
  • the elements mentioned in the singular do not exclude the plurality of elements, unless specifically indicated otherwise.
  • FIG. 1 shows a general view of a wind tunnel 1 placed in a truss structure 7.
  • the wind tunnel 1 is shown in section, on which the nodes making up the body of the wind tunnel are presented, the arrows show the direction of movement of the air flows.
  • the vertical closed-circuit recirculated wind tunnel 1 for reproducing free floating of a person in air comprises a vertical flight chamber 2, a central channel 11, a diffuser 9, an upper collector chamber 12, two upper horizontal air ducts 13, four rotary elbows 14, two lateral vertical air bypass ducts 15, two lower horizontal air ducts 16, lower manifold chamber 17 And a confuser 18 at the base of the flight chamber 2, as well as the main veins tilators 3.
  • the collector chambers 12, 17 and the rotary elbows 14 are made with rigid concentric perforated baffles 142, forming channels 141, 171, which improves the efficiency of the wind tunnel, reducing hydraulic losses and ensuring the uniformity of the air flow during its rotation compared to rotary blade straightening gratings in the prototype. In this case, the greatest efficiency is observed if the following relationships are satisfied:
  • Rl, R2, R3 is the average radius of rotation of the channel between the perforated partitions
  • LI, L2, L3 is the width of the corresponding channel.
  • layers of sound-absorbing material 144 are provided, which provides noise reduction when air flows through the openings 143 of the baffle 142 of the swivel 14.
  • the main fans 3 are located in the lateral air ducts 15 and are mounted on the engine 30.
  • the engine 30 is a housing with a main fan 3 mounted therein, straightening vanes 31 and an electric motor 32.
  • the straightening vanes 31 are arranged uniformly along the circumference with an arc pitch not less than 30 degrees.
  • the number of blades is at least eleven.
  • the main function of the straightening vanes 31 is to ensure the laminar flow of the air stream.
  • the proposed design provides, if necessary, quick installation and dismantling of the engine 30 in the wind tunnel.
  • the main fan 3 with a variable speed is a dynamic system and creates an additional vibration load with a variable frequency of oscillation both to the fan assembly 3 itself, and transfers these fluctuations on adjacent nodes.
  • the motor mounts 30 of the nodes of the main fans 3 are mounted on the supporting vibration dampers 35.
  • the loads on the supporting vibration dampers 35 are also carried out by the straightening vanes 31, thus connecting the main fan assembly 3 with each other in a single rigid structure.
  • the spectrum of natural frequencies of all cases of nodes can be represented by a set of masses and stiffnesses, and the vibrational activity of the wind tunnel as a whole will be determined by the levels of these spectral vibrations at resonant frequencies, therefore, the presence of stiffening ribs 19 of the cases of nodes, as well as interflange vibration-absorbing gaskets 36 contribute to a decrease in the level of vibrations at resonant frequencies.
  • the placement of the main fans 3 in the lateral air ducts 15 is rational from the point of view of reducing hydraulic losses and ensuring structural rigidity / and the presence of straightening vanes 31 ensures uniform flow of air flow and further helps to reduce hydraulic losses.
  • an air annular channel 38 is provided through which the air heated by the electric motor 34 is discharged into the atmosphere through the slotted exhaust pipes 33 when the wind tunnel 1 .
  • the vertical wind tunnel 1 of the present invention also comprises a temperature control system made in the form of two symmetrically located temperature control units located in each of the upper horizontal air ducts 13.
  • Each temperature control unit may include a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit 60 .
  • the forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans located in the nozzles 4 and 5 for supplying and discharging air, respectively, and is configured to exchange the internal volume of the wind tunnel 1 with the atmosphere.
  • the heat exchange unit 60 comprises heat exchange chambers 61, comprising a heat exchanger-radiator b connected to an external refrigeration unit 63, and built-in adjustable heat exchanger fans 62.
  • the heat transfer unit 60 is configured to supply heated air from the upper horizontal air exhaust channel 13 and the outflow of cooled air back to the specified channel.
  • the direction of air flow is indicated by arrows.
  • the heat transfer unit 60 of FIG. 7 corresponds to the temperature control unit located on the left side of the wind tunnel 1.
  • the external air 45 is supplied into the main air stream. Air 45 is sucked into the annular gap between the outer side of the wall of the cylindrical part 41 and the inner side of the wall of the cylindrical cup 43 of the pipe 4 by means of adjustable fans (not indicated in FIG. 6). Further, air 45 passes through the perforated section 42 in the upper part of the cylindrical part 41 of the pipe 4, turning at an angle of 180 degrees, and then passes through the inner space of the cylindrical part 41, limited by its walls, and enters the upper horizontal air duct 13. The sound wave moving from the fan up, it is absorbed by the sound-absorbing coating 44 located on the outer surface of the walls of the glass 43, changes direction by 180 degrees, loses its energy, passing through the annular gap, and is extinguished until my level.
  • the forced air supply and exhaust ventilation unit is configured to divert part of the heated air through nozzles 5 located in the upper horizontal air duct 13 using adjustable fans (not shown in FIG. 8). Heated air passing through the diffuser part of the nozzle 5 reduces the speed, moves along its walls with a sound-absorbing coating 51 and is divided into flows exiting through expanding radial channels 53 along the sound-absorbing perforated walls 52 made, for example, of rigid polyurethane foam. At the same time, the air flow velocity in comparison with the initial one is reduced by about three times, as well as the noise level.
  • the sound-absorbing coating 44, 51 of the nozzles 4 and 5, as well as the coating 144 of the rotary elbows 14 can be made, for example, of self-foaming, self-hardening polyurethane foam.
  • FIG. 10-11 show a General view and a top view of the design of the input unit for the user to enter the flight chamber.
  • the input unit 20 includes a revolving door 22 with rotating sectors-openings 23 of the input-output, as well as a lock chamber 25 and an opening-door 26, made in the wall of the flight chamber 2. Tightness revolving door 22 is provided with seals 24 sector-opening 23. Additionally, an emergency door 27 may be provided.
  • the user enters through the airtight sector-opening 23 of the revolving door 22 with gaskets 24 into the lock chamber 25 and then through the opening-door 26 directly into the flight chamber 2.
  • the user is able to leave the flight chamber 2 through the emergency door 27.
  • Sealed revolving door 22 provides comfortable shock-free entry of users into the working area of flight chamber 2, while minimizing jumps and drops in pressure and air flow rate.
  • FIG. 12-15 the construction of the safety net, the tearing element of the safety net before and after tearing, as well as the spring and the tension cable of the safety net after the tearing of the tearing element are shown.
  • the design of the safety net 21 creates a safe environment for the user, providing two-stage elastic cushioning when the user crashes.
  • At the first stage when a user falls, for example, with an average weight of 80 kg from a height of 6 meters, a grid, the corner portion 210 of which is shown in FIG. 12, absorbs the user's body due to the elasticity of the tension ropes 211 and elastic elastic sleeves.
  • Tension cables are interlaced perpendicular to each other and form a strong frame. Such a system allows you to adjust the degree of tension of the cables, their deflection and the overall rigidity of the structure.
  • a second depreciation step is provided, at which the safety assemblies are activated, including the breaking elements 214, fixed inside the springs 212, on which the tension cables 211 are fixed. elements 214 effective shock absorption will be carried out by means of springs 212.
  • the tensile force of the spring is selected taking into account the absorption of significant tensile forces sufficient to displace the insurance net in the downward direction of the user.
  • the grid 21 maintains an undeformed state and softens the impact, ensuring maximum user safety.
  • the proposed design of the wind tunnel 1 contains a number of structural elements that reduce vibration and noise.
  • these measures are not enough to reduce vibration (up to about 2 mm / s) and noise (up to about 60 dB), i.e. to acceptable levels. Therefore, along the perimeter of the foundation 710 there are many vibration mounts 71 (Fig. 16), mounted under the truss 7 using the attachment nodes 711, inside which the wind tunnel 1 is placed.
  • Each vibration mount 71 includes an abutment 712, a layer 713 of a high-frequency vibration damping material, a layer 714 of damping material and a reinforcing mesh 715.
  • the reinforcing mesh can be made of various materials, for example, metal, polymeric materials or fiberglass, providing both strength characteristics and improving indicators of vibration absorption and vibration damping.
  • Such materials can be vibrodamping rubber reinforced with a stainless steel metal mesh, composite plastic reinforced with a fiberglass mesh with a polymer layer can also be used.
  • the cell size can be up to 10 thicknesses of the threads of the reinforcing material.
  • the inventive design of vibration mount 71 provides an additional reduction in vibration to 2-2.5 mm / s.
  • the operation of the proposed wind tunnel 1 is described.
  • the electric motor 32 of the main fan 3 of both side channels 15 is turned on, a pressure differential is created under which the air flow through the nozzles 4 moves downward through the adapter glasses to the knee 14 and changes direction from vertical horizontal (angle of about 90 °).
  • the straightening vanes 31 of the main discharge fans 3 provide a laminar flow of air flow towards the lower manifold chamber 17, thereby creating a vortex-free air movement.
  • the body of the wind tunnel assemblies are supporting structures and are sources of vibro-acoustic activity, therefore, a uniform flow of air flow helps to reduce vibro-acoustic phenomena inside them.
  • Oncoming air flows mix in confuser 18.
  • the velocity fields are equalized and the air flow is accelerated to values of about 50 m / s (180 km / h) or more, providing user support in the vertical flight chamber 2 in a free floating state.
  • the safety net 21 also helps to equalize the air velocity fields flow in the flight chamber 2.
  • the speed of the air flow inside the flight chamber 2 can be adjusted automatically or at the command of the operator using the control system of the frequency converters (not shown) of the adjustable motors 32 of the main fans 3.
  • the heated stream is cooled and saturated with fresh outside air in the upper horizontal air duct 13, in which the temperature control system is located. Part of the heated air is forcibly taken by the adjustable fans 5 and is thrown out into the atmosphere, while approximately the same volume of fresh outdoor air is pumped by the regulated fans 4 from the atmosphere into the temperature control system.
  • an heat exchange chamber 61 of the heat exchange unit 60 can additionally be used, into which air is pumped and pumped through a heat exchanger 62 through heat exchangers-radiators 6, cooling to the required temperature, and then using the same of the fan 62, the cooled air stream is pumped into each of the rotary elbows for direction into each of the lateral vertical channels 15.
  • the temperature control system is located in the upper horizontal air duct and is made in the form of two symmetrically located temperature control nodes, each of which consists of a forced ventilation unit and a heat transfer unit.
  • the forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans and is configured to air exchange the internal volume of the wind tunnel with the atmosphere.
  • the heat exchange unit is equipped with heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator connected to an external refrigeration unit, built-in adjustable heat exchanger fans, and is configured to supply heated air from the upper horizontal air exhaust channel and outflow of cooled air back to the specified channel.
  • the collector chambers and rotary elbows are made with rigid concentric perforated partitions forming channels, while the main fans are installed in the side bypass air ducts, are equipped with straightening vanes, and the electric motors of the main fans are placed in the annular cowl housings with exhaust pipes for the removal of heated air into the atmosphere.
  • the temperature control is carried out using a forced air exchange and cooling system, which contains temperature control units, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit, which ensures stable maintenance of the required air flow temperature in any regulation mode from minimum to maximum, while the factors affecting the formation of an uneven flow of air flow, as well as the deterioration of e on the quality and speed are excluded.
  • a forced air exchange and cooling system which contains temperature control units, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit, which ensures stable maintenance of the required air flow temperature in any regulation mode from minimum to maximum, while the factors affecting the formation of an uneven flow of air flow, as well as the deterioration of e on the quality and speed are excluded.
  • the forced-air and exhaust ventilation system is a system consisting of forced-air and exhaust controlled fans mounted in the air ducts of the wind tunnel and providing both forced exhaust of the heated air stream and forced air fresh air, which ensures ventilation and cooling of the air stream in wind tunnel flight chamber.
  • the system also includes a heat exchange unit containing heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator associated with an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchange chamber.
  • Specified block made with the possibility of the influx of heated air from the upper horizontal air exhaust channel and the outflow of cooled air back to the specified channel.
  • the heat exchanger-radiator is cooled by the refrigerant circulating between it and the external refrigeration unit, allowing it to work in intensive forced cooling mode, which is very popular, especially when working at maximum conditions and in hot weather.
  • All fans are adjustable and can be controlled by frequency converters, operate with variable performance, which allows automatic and manual temperature control in a wind tunnel with high accuracy.
  • the placement of the main fans in the lateral air ducts is rational in terms of reducing hydraulic losses and structural rigidity, and the presence of straightening blades ensures uniform flow of air flow and helps to reduce hydraulic losses.
  • a passive cooling system using the free-flow cooling system of the main fan motor housings is used by placing the latter in the annular cowl cowls with the removal of heated air from them through the air ducts and exhaust pipes to the atmosphere, which helps to reduce the air flow temperature and minimize hydraulic losses.
  • collector chambers and rotary elbows with rigid concentric perforated partitions forming the channels allows to increase the efficiency of the wind tunnel, reducing hydraulic losses and ensuring the uniformity of the air flow during its rotation compared to the blade rotary straightening gratings in the prototype.
  • the flight chamber in the design of the prototype has an input and output openings in the intermediate platform.
  • the openings can be equipped with doors of various designs, including sliding - sliding, and the intermediate platform is attached to the air lock.
  • the entrance unit is equipped with a revolving door with rotating sectors-openings of the input-output and seals around its perimeter, and a lock chamber with an emergency door is installed between the flight chamber and the revolving door.
  • a lock chamber with an emergency door is installed between the flight chamber and the revolving door.
  • the user is able to leave the flight chamber through the emergency door.
  • the flight chamber is equipped with a safety net.
  • the rigid perforated partitions located inside them may be provided with layers of sound-absorbing material.
  • the body of the wind tunnel consists of the bodies of individual units equipped with stiffeners and is placed inside the truss, which is mounted on vibration mounts containing layers of damping materials reinforced with a high-strength mesh.
  • Vibration absorbing gaskets are installed between the flanges of the housings of individual nodes, absorbing low-frequency vibrations, the air exchange system of the wind tunnel, located in the upper horizontal air duct, contains symmetrically arranged nozzles for supplying external and hot air.
  • the outlet pipe for heated air is made in the form of a diffuser with sound-absorbing partitions forming expanding radial channels
  • the outlet pipe for external air is made in the form of a cylindrical part with an upper perforated section on which the base of the cylindrical cup is installed with the formation of an annular gap between their inner surfaces with a sound-absorbing coating .
  • the safety net of the working chamber is equipped with a system of tension ropes and is made with the possibility of two-stage elastic cushioning when the user falls with the help of explosive elements installed inside the springs.
  • the nodes of the main fans located in the lateral air ducts are equipped with straightening vanes, while the motor frames of these nodes are mounted on vibration absorbers, which additionally reduces vibration and noise.
  • Structural features of the housings of individual nodes made with stiffeners, as well as damping low-frequency vibrations of the flange gaskets, can significantly reduce the level of vibration of the wind tunnel body.
  • the vibration mounts on which the truss is mounted have the property of damping vibration, because their design contains layers of materials with different damping properties, reinforced with a high-strength mesh.
  • each vibration mount is made with the specified characteristics based on the maximum reduction in the level of vibration that can occur at each point of the truss structure depending on the speed of the main air flow and the speed of the electric motors of the main fans.
  • a specific set of layers of vibration mounts is set so that the vibration level does not exceed existing standards and the noise level is perceived as comfortable.
  • the design of the vibration mount provides maximum absorption and reduction of vibration transfer both directly to the design of the wind tunnel and into the outer space.
  • the air exchange dampers in the prototype When you open the air exchange dampers in the prototype, the noise of the main air flow spreads to the outer space surrounding the wind tunnel, and there is no sound suppression system for the air inlet and outlet airflows, therefore, the air exchange system of the wind tunnel is placed in the upper horizontal air duct, which contains symmetrically located outer and the removal of heated air, in comparison with the prototype has significant advantages.
  • the design of the heated air outlet pipe of the present invention allows the heated air to expand as it passes through the diffuser. Further, Passing along radial expanding sound-attenuating channels, the air flow extinguishes the speed of its movement as much as possible, reducing the noise level.
  • the design of the external air inlets allows the intake of external air with the help of adjustable fans in the annular gap in the lower part of the nozzle, passing through the perforated section and turning through an angle of 180 °.
  • the sound wave, moving upward from the fan, is partially damped by the sound-absorbing coating, changes direction by 180 ° and loses its energy, passing through the annular gap, and is damped to an acceptable level.
  • the safety net design provides two-stage elastic cushioning when the user falls.
  • the grid absorbs the user's body due to the elasticity of the tension cables and elastic elastic bushings.
  • Tension cables are interlaced perpendicular to each other and form a strong frame. Such a system allows you to adjust the degree of tension of the cables, their deflection and the overall rigidity of the structure.
  • the second depreciation stage is carried out, at which a safety unit is activated, containing a bursting element fixed inside the spring on which the cable is fixed. Then effective depreciation will be carried out by means of springs, inside which this element is torn.
  • the tensile force of the spring is selected taking into account the absorption of significant tensile forces sufficient to shift the safety net in the direction of fall of the user.
  • the grid retains an undeformed state and softens the impact, ensuring maximum user safety.

Abstract

A vertical wind tunnel of the closed-loop recirculating type for freely floating a person in air contains a vertical flight chamber, two upper horizontal air ducts, four elbows, two lateral vertical air return ducts, two lower horizontal air ducts, a lower collection chamber, a contractor in the base of the flight chamber, main fans, and a temperature control system. The temperature control system is disposed in the upper horizontal air ducts. A heat exchange unit contains heat exchange chambers containing a radiator heat exchanger connected to an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchanger. A forced supply-and-exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans disposed in air feed and discharge pipes. The invention is intended to improve temperature control and air exchange.

Description

ВЕРТИКАЛЬНАЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ СВОБОДНОГО  VERTICAL AERODYNAMIC TUBE FOR FREE PLAYBACK
ПАРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА В ВОЗДУХЕ HUMAN STEAMING IN THE AIR
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ. К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ FIELD OF TECHNOLOGY. RELATED TO THE INVENTION
Изобретение относится к устройствам воспроизведения свободного парения в воздухе, а именно к вертикальным аэродинамическим трубам замкнутого рециркуляционного типа, и может быть использовано как для тренировки спортсменов, так и в качестве развлекательного аттракциона.  The invention relates to a device for reproducing free floating in the air, namely to vertical wind tunnels of a closed recirculation type, and can be used both for training athletes and as an entertainment attraction.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ  BACKGROUND
Известны различные конструкции установок типа вертикальных аэродинамических труб, предназначенных для воспроизведения свободного падения человека в воздухе (RU 162175, опубл. 27.05.2016; RU 2516947, опубл. 20.05.2014; RU 2389528, опубл. 20.05.2010; RU 2381147, опубл. 10.02.2010), многие из которых решают задачи повышения эффективности терморегулирования в вертикальных полетных камерах установок либо направлены на повышение коммерческой ценности за счет уменьшения высоты и упрощения конструкций.  There are various designs of installations such as vertical wind tunnels designed to reproduce the free fall of a person in the air (RU 162175, publ. 05/27/2016; RU 2516947, publ. 05/20/2014; RU 2389528, publ. 05/20/2010; RU 2381147, publ. 02/10/2010), many of which solve problems of increasing the efficiency of thermal regulation in vertical flight chambers of installations or are aimed at increasing commercial value by reducing height and simplifying structures.
Важнейшим фактором при выборе конструкции вертикальной аэродинамической трубы является ее высокая энергоэффективность при сравнительно небольших габаритах. Известно, что для экономически выгодных вертикальных аэродинамических труб для имитации плавного и безопасного парения человека в воздухе необходимо свести к минимуму гидравлические сопротивления и бесперебойно приводить в движение достаточное количество воздуха комфортной температуры, при этом потребление мощности должно иметь низкий уровень.  The most important factor in choosing the design of a vertical wind tunnel is its high energy efficiency with a relatively small size. It is known that for cost-effective vertical wind tunnels to simulate a smooth and safe soaring of a person in the air, it is necessary to minimize hydraulic drag and uninterruptedly set in motion a sufficient amount of air of a comfortable temperature, while the power consumption should be low.
Известна аэродинамическая труба замкнутого типа, которая содержит конфузор, рабочую зону, диффузор, обратный канал, вентиляторную установку и четыре поворотных колена с углом поворота потока 90°, с диффузорным участком между первым и вторым коленом (Аэродинамические трубы и газодинамические установки Научно- исследовательского центра им. Эймса NASA Выпуск N2450 Г., ЦАГИ, ОНТИ, 1974 г., с.11).  A closed-type wind tunnel is known, which contains a confuser, a working zone, a diffuser, a return duct, a fan unit and four rotary elbows with a flow angle of 90 °, with a diffuser section between the first and second elbows (Wind tunnels and gas-dynamic installations of the Scientific Research Center named after Ames NASA Issue N2450 G., TsAGI, ONTI, 1974, p.11).
Недостатками известной конструкции являются большие гидравлические потери, связанные с нерациональностью компоновки. Первое и второе поворотные колена являются одними из основных источников гидравлических потерь в аэродинамическом контуре и основной причиной больших гидравлических потерь в диффузоре. Это связано с тем, что уменьшение гидравлических потерь в поворотных коленах требует уменьшения скорости потока в местах их расположения, для чего необходимо увеличивать степень расширения диффузора, что в свою очередь приводит к увеличению потерь полного давления в диффузоре. Кроме того, увеличение степени расширения диффузора требует увеличения его длины, что приводит к увеличению общих геометрически размеров аэродинамической трубы и материалоемкости конструкции. The disadvantages of the known design are large hydraulic losses associated with the irrationality of the layout. The first and second rotary elbows are one of the main sources of hydraulic losses in the aerodynamic circuit and the main cause of large hydraulic losses in the diffuser. This is due to the fact that the reduction of hydraulic losses in the rotary elbows requires a decrease in the flow velocity at their locations, for which it is necessary to increase the degree expansion of the diffuser, which in turn leads to an increase in the total pressure loss in the diffuser. In addition, an increase in the degree of expansion of the diffuser requires an increase in its length, which leads to an increase in the overall geometrical dimensions of the wind tunnel and the material consumption of the structure.
Другим аналогом является конструкция аэродинамической трубы, которая содержит два вертикальных канала, полетную камеру в одном из каналов, а в обводном канале которой стационарно размещен основной вентилятор с двигателем (US2016288002, опубл. 06.10.2016).  Another analogue is the design of the wind tunnel, which contains two vertical channels, the flight chamber in one of the channels, and in the bypass channel of which the main fan with the engine is stationary (US2016288002, published on 06.10.2016).
Недостатком известной конструкции являются высокие гидравлические потери и низкая эффективность эксплуатации из-за отсутствия систем терморегулирования и второго обводного воздуховодного канала.  A disadvantage of the known design are high hydraulic losses and low operating efficiency due to the lack of thermal control systems and a second bypass duct.
Более того, существующие аэродинамические трубы, которые используются как для тренировки спортсменов, так и в качестве развлекательного аттракциона, прежде всего не должны доставлять дискомфорт, оказывать негативное влияние на здоровье как самих пользователей, так и окружающих по причине высокого уровня вибрации и возникающих резонансных явлений, вызывающих шум при работающих механизмах таких установок.  Moreover, existing wind tunnels, which are used both for training athletes and as an entertainment attraction, should first of all not cause discomfort, have a negative impact on the health of both the users themselves and those around them due to the high level of vibration and the occurring resonant phenomena, causing noise when the working mechanisms of such installations.
Кроме того, особое внимание необходимо уделять безопасности пользователей, находящихся внутри полетной камеры во время тренировок и выполнения сложных трюков.  In addition, special attention must be paid to the safety of users inside the flight chamber during training and performing complex tricks.
В большинстве современных аэродинамических труб с целью снижения шума поток проходящего воздуха расширяют и замедляют сразу после полетной камеры. Однако, если расширять воздушный поток слишком быстро, то он будет разделяться и станет турбулентным, а не ламинарным, что приведет к ухудшению рабочих параметров всей системы и увеличению расхода энергии. Кроме того, ухудшение качества воздушного потока приведет к тому, что имитация свободного падения не будет адекватной. Увеличение высоты аэродинамической трубы может решить эту задачу, но при этом снизить ее эффективность.  In most modern wind tunnels, in order to reduce noise, the flow of passing air is expanded and slowed down immediately after the flight chamber. However, if you expand the air flow too quickly, it will separate and become turbulent rather than laminar, which will lead to a deterioration in the operating parameters of the entire system and an increase in energy consumption. In addition, the deterioration of the air flow will lead to the fact that the simulated free fall will not be adequate. Increasing the height of the wind tunnel can solve this problem, but at the same time reduce its effectiveness.
Однако минимизация высоты при максимальном торможении воздушного потока после полетной камеры является необходимым условием коммерческого успеха.  However, minimizing altitude with maximum braking of the air flow after the flight chamber is a prerequisite for commercial success.
Таким образом, экономически выгодная установка должна быть относительно невысокой и малошумной. В уровне техники не известны конструкции аэродинамических труб с небольшими вертикальными размерами и низким уровнем шума и вибрации. Thus, a cost-effective installation should be relatively low and low noise. The prior art does not know the design of wind tunnels with small vertical dimensions and low noise and vibration.
Наиболее близкой по своей технической сущности к настоящему изобретению является конструкция устройства для имитации затяжного прыжка с парашютом с вертикальной аэродинамической трубой замкнутого рециркуляционного типа, содержащая воздухообменную систему, верхний и нижний воздуховодные каналы, два боковых вертикальных обводных воздуховодных канала, четыре поворотных колена, верхнюю и нижнюю коллекторные камеры, узлы основных вентиляторов, а также центральный канал с вертикальной полетной камерой и страховочной сеткой (RU 2458825, опубл. 20.08.2012).  The closest in technical essence to the present invention is the design of a device for simulating a prolonged parachute jump with a vertical wind tunnel of a closed recirculation type, containing an air exchange system, upper and lower air ducts, two lateral vertical bypass air ducts, four rotary elbows, upper and lower manifold chambers, nodes of the main fans, as well as the central channel with a vertical flight chamber and safety net (RU 2458825, publ. . 20.08.2012).
Два вентиляторных узла размещены в верхнем вертикальном воздуховодном канале и содержат по два расположенные друг с другом вентилятора. Предусмотрена система пассивного терморегулирования за счет наличия впускных и выпускных больших жалюзи в каждом возвратном канале и создания пониженного статического давления без использования дополнительных вентиляторов. Коллекторные камеры и поворотные колена содержат поворотные направляющие лопатки.  Two fan assemblies are located in the upper vertical air duct and contain two fans located next to each other. A passive temperature control system is provided due to the presence of inlet and outlet large shutters in each return channel and the creation of reduced static pressure without the use of additional fans. Collector chambers and rotary elbows contain rotary guide vanes.
Регулирование температуры воздушного потока осуществляется посредством открытия или закрытия соответствующих впускных или выпускных жалюзи (воздухообменных заслонок), что приводит к следующим нежелательным явлениям:  Airflow temperature is controlled by opening or closing the corresponding inlet or outlet louvers (air exchange dampers), which leads to the following undesirable effects:
- крайне затруднительно поддержание необходимой температуры в автоматическом режиме регулирования, не вмешиваясь при этом в равномерное (ламинарное) течение воздушного потока;  - it is extremely difficult to maintain the required temperature in the automatic control mode, without interfering with the uniform (laminar) air flow;
- мощность потока в данном исполнении регулирования температуры расходуется на дополнительный энергоемкий воздухообмен;  - the power flow in this version of the temperature control is spent on additional energy-intensive air exchange;
- при работе на максимальных мощностных режимах, самых спортивных и энергоемких, когда требуется наилучшее качество и скорость потока, открытие воздухообменных заслонок на максимальную величину создает наибольшую неравномерность движения потока, что в случае эксплуатации недопустимо;  - when operating at maximum power modes, the most athletic and energy-intensive, when the best quality and flow rate are required, opening the air exchange dampers to the maximum value creates the greatest unevenness of the flow movement, which is unacceptable in case of operation;
мощность основных вентиляторных электродвигателей используется нерационально.  the power of the main fan motors is used irrationally.
Недостатками известного устройства являются низкая эффективность эксплуатации и высокие гидравлические потери за счет низкоэффективной системы терморегулирования и воздухообмена в аэродинамической трубе, а также в результате высоких гидравлических потерь из-за нерационального расположения основных вентиляторных узлов, конструкций коллекторных камер и поворотных колен, содержащих поворотные направляющие лопатки, которые также увеличивают гидравлические потери. The disadvantages of the known device are low operating efficiency and high hydraulic losses due to the low-efficiency system of thermal control and air exchange in the wind tunnel, as well as a result high hydraulic losses due to the irrational arrangement of the main fan assemblies, the design of the manifold chambers and slewing elbows containing rotary guide vanes, which also increase hydraulic losses.
Более того, регулирование воздушного потока основными нагнетательными вентиляторными узлами посредством открытия или закрытия соответствующих впускных или выпускных жалюзи является причиной распространения шума и вибрации во внешнее пространство, особенно на максимальных режимах работы аэродинамической трубы, которые невозможно заглушить, что доставляет дискомфорт и пагубно влияет на здоровье.  Moreover, the regulation of the air flow by the main blower fan units by opening or closing the corresponding inlet or outlet louvers causes the propagation of noise and vibration into the outer space, especially at maximum wind tunnel operating modes that cannot be drowned out, which causes discomfort and adversely affects health.
Узлы основных вентиляторов также являются источниками интенсивного шума и вибрации, т.к. не предусмотрены их шумоизоляция и виброизоляция.  The nodes of the main fans are also sources of intense noise and vibration, as their sound insulation and vibration isolation are not provided.
Появлению шума и вибрации способствует также скоростное движение воздушного потока по воздуховодным каналам, выполненным из листового проката, что способствует появлению дополнительных резонансных явлений, увеличивающих уровень вибрации и шума. Вибро- и звукопоглощающие элементы отсутствуют.  The appearance of noise and vibration is also facilitated by the high-speed movement of the air flow through the air ducts made of sheet metal, which contributes to the appearance of additional resonant phenomena that increase the level of vibration and noise. Vibration and sound absorbing elements are absent.
Страховочная сетка набрана из плетеных шнуров с низким аэродинамическим сопротивлением и предназначена для опоры пользователя и снижения аэродинамического сопротивления. Однако, такая конструкция сетки не обеспечивает необходимые демпфирующие свойства при резком приземлении и тем более падении пользователя, находящегося в полетной камере, что может привести к травмированию пользователя, не обеспечивая его безопасность. В конструкции прототипа не предусмотрены средства смягчения силы удара пользователя в аварийных ситуациях.  The safety net is composed of braided cords with low aerodynamic drag and is designed to support the user and reduce aerodynamic drag. However, such a mesh design does not provide the necessary damping properties during a sharp landing and, moreover, a user falling in the flight chamber, which can lead to injury to the user without ensuring his safety. The design of the prototype does not provide means to mitigate the impact force of the user in emergency situations.
Таким образом, недостатками прототипа также являются высокий уровень шума и вибрации в процессе эксплуатации аэродинамической трубы, а также недостаточная безопасность пользователя при резком приземлении или падении на страховочную сетку полетной камеры.  Thus, the disadvantages of the prototype are also a high level of noise and vibration during operation of the wind tunnel, as well as inadequate user safety during a sharp landing or falling on the safety net of the flight camera.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ  SUMMARY OF THE INVENTION
Настоящее изобретение направлено на преодоление по крайней мере некоторых из вышеперечисленных недостатков уровня техники и решает проблему повышения эффективности эксплуатации аэродинамической трубы за счет улучшения системы терморегулирования и воздухообмена, снижения гидравлических потерь и создания комфортных и безопасных условий эксплуатации вертикальной аэродинамической трубы. В одном из аспектов предложена вертикальная аэродинамическая труба замкнутого рециркуляционного типа для воспроизведения свободного парения человека в воздухе, содержащая: The present invention is aimed at overcoming at least some of the above disadvantages of the prior art and solves the problem of increasing the efficiency of the operation of the wind tunnel by improving the temperature control system and air exchange, reducing hydraulic losses and creating comfortable and safe operating conditions of the vertical wind tunnel. In one aspect, a vertical wind tunnel of a closed recirculation type for reproducing free soaring of a person in air is proposed, comprising:
вертикальную полетную камеру, центральный канал, диффузор, верхнюю коллекторную камеру, два верхних горизонтальных воздуховодных канала, четыре поворотных колена, два боковых вертикальных обводных воздуховодных канала, два нижних горизонтальных воздуховодных канала, нижнюю коллекторную камеру, конфузор в основании полетной камеры, основные вентиляторы, и систему терморегулирования, отличающаяся тем, что  a vertical flight chamber, a central channel, a diffuser, an upper manifold chamber, two upper horizontal air ducts, four rotary elbows, two lateral vertical bypass air ducts, two lower horizontal air ducts, a lower manifold chamber, a confuser at the base of the flight chamber, main fans, and thermal control system, characterized in that
система терморегулирования расположена в верхних горизонтальных воздуховодных каналах и выполнена в виде двух симметрично расположенных узлов терморегулирования, каждый из которых состоит из блока принудительной приточно- вытяжной вентиляции и блока теплообмена,  the temperature control system is located in the upper horizontal air ducts and is made in the form of two symmetrically located temperature control nodes, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit,
причем блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции снабжен регулируемыми вентиляторами, расположенными в патрубках отвода и подвода воздуха, и выполнен с возможностью воздухообмена внутреннего объема аэродинамической трубы с атмосферой, и  moreover, the forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans located in the nozzles of the exhaust and air supply, and is configured to exchange the internal volume of the wind tunnel with the atmosphere, and
блок теплообмена содержит теплообменные камеры, содержащие теплообменник-радиатор, связанный с внешним холодильным агрегатом, и встроенные регулируемые вентиляторы теплообменника, при этом блок теплообмена выполнен с возможностью притока нагретого воздуха из верхнего горизонтального воздухоотводящего канала и оттока охлажденного воздуха обратно в него.  the heat exchange unit contains heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator connected to an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchanger, while the heat exchange unit is capable of supplying heated air from the upper horizontal air exhaust channel and the outflow of cooled air back into it.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой коллекторные камеры и поворотные колена выполнены с жесткими концентричными перфорированными перегородками, образующими каналы.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the collector chambers and the rotary elbows are made with rigid concentric perforated baffles forming channels.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой основные вентиляторы установлены в боковых обводных воздуховодных каналах на мотораме и снабжены спрямляющими лопатками.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the main fans are installed in the side bypass air ducts on the engine mount and are equipped with straightening blades.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой моторамы установлены на виброамортизаторах.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the engine mounts are mounted on vibration dampers.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой электродвигатели основных вентиляторов расположены в кольцевых кожухах б обтекателей с выхлопными патрубками, выполненными с возможностью отвода нагретого воздуха в атмосферу. In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the electric motors of the main fans are located in annular casings used fairings with exhaust pipes configured to discharge heated air into the atmosphere.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой предусмотрена карусельная дверь с вращающимися секторами-проемами и уплотнителями по ее периметру, а между полётной камерой и карусельной дверью предусмотрена шлюзовая камера.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which a revolving door is provided with rotating sectors-openings and seals around its perimeter, and a lock chamber is provided between the flight chamber and the revolving door.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой перфорированные перегородки поворотных колен снабжены слоями звукопоглощающего материала.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the perforated baffles of the rotary elbows are provided with layers of sound-absorbing material.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой корпуса отдельных узлов выполнены с элементами жесткости.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the enclosures of individual nodes are made with stiffeners.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, расположенная внутри ферменной конструкции, которая установлена на виброопорах.  In one of the options proposed a wind tunnel located inside the truss, which is mounted on vibration mounts.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой виброопоры содержат слои демпфирующих материалов, армированных высокопрочной сеткой.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the vibration mounts contain layers of damping materials reinforced with a high-strength mesh.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой между фланцами корпусов отдельных узлов установлены вибропоглощающие прокладки.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which vibration-absorbing gaskets are installed between the flanges of the housings of individual nodes.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой патрубок отвода нагретого воздуха выполнен в виде диффузора с звукопоглощающими перегородками, образующими расширяющиеся радиальные каналы.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the outlet pipe for heated air is made in the form of a diffuser with sound-absorbing partitions forming expanding radial channels.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой патрубок подвода наружного воздуха выполнен в виде цилиндрической детали с верхним перфорированным участком, на котором установлено основание цилиндрического стакана с образованием кольцевого зазора между их внутренними поверхностями с нанесенным звукопоглощающим покрытием.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the external air supply pipe is made in the form of a cylindrical part with an upper perforated section, on which the base of the cylindrical glass is installed with the formation of an annular gap between their inner surfaces with a sound-absorbing coating.
В одном из вариантов предложена аэродинамическая труба, в которой вертикальная полетная камера снабжена страховочной сеткой, содержащей систему натяжных тросов и выполненной с возможностью двухступенчатой упругой амортизации при падении пользователя.  In one embodiment, a wind tunnel is proposed in which the vertical flight chamber is equipped with a safety net containing a tension cable system and made with the possibility of two-stage elastic cushioning when the user falls.
Благодаря осуществлению настоящего изобретения обеспечивается технический результат, состоящий в создании условий эффективной и безопасной эксплуатации аэродинамической трубы благодаря использованию усовершенствованной системы терморегулирования и воздухообмена, которая обеспечивает устойчивое поддержание необходимой температуры воздушного потока в любом режиме регулирования от минимальной до максимальной, при этом факторы, влияющие на формирование неравномерного течения воздушного потока, а также на ухудшение его качества и скорости, исключены, более того, снижен уровень шума в сравнении с прототипом. Thanks to the implementation of the present invention provides a technical result, consisting in creating conditions for efficient and safe operation of the wind tunnel through the use of an advanced system thermal regulation and air exchange, which provides stable maintenance of the required air flow temperature in any control mode from minimum to maximum, while the factors affecting the formation of an uneven air flow, as well as the deterioration of its quality and speed, are eliminated, moreover, the noise level is reduced in comparison with the prototype.
При открытии заслонок воздухообмена в прототипе происходит распространение шума основного воздушного потока во внешнее пространство, окружающее аэродинамическую трубу, а система шумоглушения входных и выходных воздушных потоков отсутствует, поэтому размещение воздухообменной системы аэродинамической трубы в верхнем горизонтальном воздуховодном канале, которая содержит симметрично расположенные патрубки подвода наружного и отвода нагретого воздуха, в сравнении с прототипом имеет существенные преимущества.  When you open the air exchange dampers in the prototype, the noise of the main air flow spreads to the outer space surrounding the wind tunnel, and there is no sound suppression system for the air inlet and outlet airflows, therefore, the air exchange system of the wind tunnel is placed in the upper horizontal air duct, which contains symmetrically located outer and the removal of heated air, in comparison with the prototype has significant advantages.
В последующем описании показаны и более подробно описаны варианты осуществления предложенного изобретения и другие положительные эффекты его осуществления. Следует понимать, что изобретение допускает другие варианты осуществления, и некоторые их детали допускают модификацию в различных очевидных аспектах без отступления от изобретения, как изложено и описано в последующей формуле изобретения. Соответственно, чертежи и описание, по характеру, должны рассматриваться в качестве иллюстративных, а не в качестве ограничительных.  The following description shows and describes in more detail embodiments of the invention and other positive effects of its implementation. It should be understood that the invention allows other embodiments, and some of their details are capable of modification in various obvious aspects without departing from the invention, as set forth and described in the following claims. Accordingly, the drawings and description, by nature, should be considered as illustrative and not as restrictive.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами.  The invention is illustrated by the following figures.
На фиг. Т показан общий вид аэродинамической трубы, размещенной в ферменной конструкции.  In FIG. T shows a general view of a wind tunnel placed in a truss.
На фиг. 2 аэродинамическая труба показана в разрезе, на котором представлены узлы, составляющие корпус аэродинамической трубы, стрелками показаны направления движения воздушных потоков.  In FIG. 2, the wind tunnel is shown in section, on which the nodes making up the body of the wind tunnel are presented, the arrows show the directions of movement of the air flows.
На фиг. 3 схематично изображено поворотное колено с жесткими перфорированными перегородками, где Rl, R2, R3 - средний радиус поворота канала между перфорированными перегородками, a LI, L2, L3 - ширина соответствующего канала.  In FIG. 3 schematically shows a rotary elbow with rigid perforated partitions, where Rl, R2, R3 is the average radius of rotation of the channel between the perforated partitions, and LI, L2, L3 is the width of the corresponding channel.
На фиг. 4 показаны слои звукопоглощающего материала, которым могут быть снабжены перфорированные перегородки. На фиг. 5 показан узел основного вентилятора с моторамой, установленной на виброамортизаторах. In FIG. 4 shows layers of sound-absorbing material that can be provided with perforated partitions. In FIG. 5 shows the main fan assembly with a motor mounted on vibration dampers.
На фиг. 6 показан патрубок подвода наружного воздуха в разрезе.  In FIG. 6 shows a sectional view of the outside air supply pipe.
На фиг. 7 показан блок теплообмена системы терморегулирования устройства по настоящему изобретению.  In FIG. 7 shows a heat exchange unit of a temperature control system of a device of the present invention.
На фиг. 8 показан патрубок отвода нагретого воздуха в вертикальном разрезе. In FIG. 8 shows a pipe for removing heated air in a vertical section.
На фиг. 9 показан вид патрубка по фиг. 8 в горизонтальном разрезе. In FIG. 9 shows a view of the nozzle of FIG. 8 in horizontal section.
На фиг. 10 показана в общем виде конструкция входного блока в полетную камеру для пользователя.  In FIG. 10 shows a general view of the construction of an input unit in a flight chamber for a user.
На фиг. 11 показана конструкция входного блока в полетную камеру для пользователя на виде сверху.  In FIG. 11 shows the design of the input unit in the flight chamber for the user in a plan view.
На фиг. 12 показана конструкция страховочной сетки.  In FIG. 12 shows the construction of the safety net.
На фиг. 13 показан разрывной элемент страховочной сетки до разрыва.  In FIG. 13 shows a tear element of the safety net before tearing.
На фиг. 14 показан разрывной элемент страховочной сетки после разрыва.  In FIG. 14 shows the tear-off element of the safety net after tearing.
На фиг. 15 показаны пружина и натяжной трос страховочной сетки после разрыва разрывного элемента.  In FIG. 15 shows the spring and the tension cable of the safety net after breaking the discontinuous element.
На фиг. 16 показана конструкция виброопор.  In FIG. 16 shows the design of the vibration mount.
Фигуры выполнены в приблизительном масштабе, некоторые элементы могут быть показаны более крупно для ясности, некоторые элементы могут быть показаны более мелко или не показаны для упрощения понимания сущности изобретения. Следует понимать, что варианты осуществления, проиллюстрированные на фигурах, не являются ограничивающими объем прилагаемой формулы изобретения.  The figures are approximate scale, some elements may be shown larger for clarity, some elements may be shown finer or not shown to simplify the understanding of the invention. It should be understood that the embodiments illustrated in the figures are not intended to limit the scope of the appended claims.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ  DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вариантами осуществления, и специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема данного изобретения. Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.  Embodiments are not limited to the embodiments described herein, and other embodiments of the invention will become apparent to a person skilled in the art based on the information set forth in the description and knowledge of the prior art without departing from the spirit and scope of the present invention. The elements mentioned in the singular do not exclude the plurality of elements, unless specifically indicated otherwise.
На фиг. 1 показан общий вид аэродинамической трубы 1, размещенной в ферменной конструкции 7. На фиг. 2 аэродинамическая труба 1 показана в разрезе, на котором представлены узлы, составляющие корпус аэродинамической трубы, стрелками показаны направления движения воздушных потоков. Вертикальная аэродинамическая труба 1 замкнутого рециркуляционного типа для воспроизведения свободного парения человека в воздухе по настоящему изобретению содержит вертикальную полетную камеру 2, центральный канал 11, диффузор 9, верхнюю коллекторную камеру 12, два верхних горизонтальных вохдуховодных канала 13, четыре поворотных колена 14, два боковых вертикальных обводных воздуховодных канала 15, два нижних горизонтальных вохдуховодных канала 16, нижнюю коллекторную камеру 17 И конфузор 18 в основании полетной камеры 2, а также основные вентиляторы 3. In FIG. 1 shows a general view of a wind tunnel 1 placed in a truss structure 7. In FIG. 2, the wind tunnel 1 is shown in section, on which the nodes making up the body of the wind tunnel are presented, the arrows show the direction of movement of the air flows. The vertical closed-circuit recirculated wind tunnel 1 for reproducing free floating of a person in air according to the present invention comprises a vertical flight chamber 2, a central channel 11, a diffuser 9, an upper collector chamber 12, two upper horizontal air ducts 13, four rotary elbows 14, two lateral vertical air bypass ducts 15, two lower horizontal air ducts 16, lower manifold chamber 17 And a confuser 18 at the base of the flight chamber 2, as well as the main veins tilators 3.
Продолжая далее по фиг. 3-4, коллекторные камеры 12, 17 и поворотные колена 14 выполнены с жесткими концентричными перфорированными перегородками 142, образующими каналы 141, 171, что позволяет повысить эффективность работы аэродинамической трубы, снижая гидравлические потери и обеспечивая равномерность течения воздушного потока при его развороте по сравнению с лопаточными поворотными спрямляющими решетками в прототипе. При этом наибольшая эффективность наблюдается, если выполнены следующие соотношения:  Continuing further with FIG. 3-4, the collector chambers 12, 17 and the rotary elbows 14 are made with rigid concentric perforated baffles 142, forming channels 141, 171, which improves the efficiency of the wind tunnel, reducing hydraulic losses and ensuring the uniformity of the air flow during its rotation compared to rotary blade straightening gratings in the prototype. In this case, the greatest efficiency is observed if the following relationships are satisfied:
R (Rl, R2, R2) / L (LI , L2, L3 ) = 1,5 - 2,0  R (Rl, R2, R2) / L (LI, L2, L3) = 1.5 - 2.0
где Rl, R2, R3 - средний радиус поворота канала между перфорированными перегородками, a LI, L2, L3 - ширина соответствующего канала. При этом также обеспечивается жесткость конструкции и повышается технологичность при изготовлении. where Rl, R2, R3 is the average radius of rotation of the channel between the perforated partitions, and LI, L2, L3 is the width of the corresponding channel. At the same time, the rigidity of the structure is ensured and manufacturability is increased in the manufacture.
Дополнительно, предусмотрены слои звукопоглощающего материала 144, который обеспечивает снижение шума при прохождении воздушного потока через отверстия 143 перегородки 142 поворотных колен 14.  Additionally, layers of sound-absorbing material 144 are provided, which provides noise reduction when air flows through the openings 143 of the baffle 142 of the swivel 14.
Продолжая далее по фиг. 5, основные вентиляторы 3 расположены в боковых воздуховодных каналах 15 и установлены на мотораме 30. Моторама 30 представляет собой корпус с вмонтированным в него основным вентилятором 3, спрямляющими лопатками 31 и электродвигателем 32. Спрямляющие лопатки 31 расположены равномерно по длине окружности с шагом образующей дуги не менее 30 град. Количество лопаток составляет не менее одиннадцати. Основная функция спрямляющих лопаток 31 состоит в обеспечении ламинарного течения воздушного потока. Предложенная конструкция обеспечивает в случае необходимости быстрый монтаж и демонтаж моторамы 30 в аэродинамической трубе.  Continuing further with FIG. 5, the main fans 3 are located in the lateral air ducts 15 and are mounted on the engine 30. The engine 30 is a housing with a main fan 3 mounted therein, straightening vanes 31 and an electric motor 32. The straightening vanes 31 are arranged uniformly along the circumference with an arc pitch not less than 30 degrees. The number of blades is at least eleven. The main function of the straightening vanes 31 is to ensure the laminar flow of the air stream. The proposed design provides, if necessary, quick installation and dismantling of the engine 30 in the wind tunnel.
Следует понимать, что основной вентилятор 3 с изменяемой частотой вращения является динамической системой и создает дополнительную вибронагрузку с изменяемой частотой колебаний как на сам узел вентилятора 3, так и передает эти колебания на соседние корпуса узлов. Для снижения этого явления моторамы 30 узлов основных вентиляторов 3 установлены на опорные виброамортизаторы 35. Кроме того, передачу нагрузок на опорные виброамортизаторы 35 осуществляют и спрямляющие лопатки 31, связывая таким образом между собой в единую жесткую конструкцию узел основного вентилятора 3. It should be understood that the main fan 3 with a variable speed is a dynamic system and creates an additional vibration load with a variable frequency of oscillation both to the fan assembly 3 itself, and transfers these fluctuations on adjacent nodes. To reduce this phenomenon, the motor mounts 30 of the nodes of the main fans 3 are mounted on the supporting vibration dampers 35. In addition, the loads on the supporting vibration dampers 35 are also carried out by the straightening vanes 31, thus connecting the main fan assembly 3 with each other in a single rigid structure.
Спектр собственных частот всех корпусов узлов может быть представлен набором масс и жесткостей, а виброактивность в целом аэродинамической трубы при этом будет определяться уровнями этих спектральных колебаний на резонансных частотах, поэтому наличие ребер 19 жесткости корпусов узлов, а также межфланцёвые вибропоглощающие прокладки 36 способствуют снижению уровня колебаний на резонансных частотах.  The spectrum of natural frequencies of all cases of nodes can be represented by a set of masses and stiffnesses, and the vibrational activity of the wind tunnel as a whole will be determined by the levels of these spectral vibrations at resonant frequencies, therefore, the presence of stiffening ribs 19 of the cases of nodes, as well as interflange vibration-absorbing gaskets 36 contribute to a decrease in the level of vibrations at resonant frequencies.
Размещение основных вентиляторов 3 в боковых воздуховодных каналах 15 является рациональным с точки зрения снижения гидравлических потерь и обеспечения жесткости конструкции/ а наличие спрямляющих лопаток 31 обеспечивает равномерность течения воздушного потока и дополнительно способствует снижению гидравлических потерь.  The placement of the main fans 3 in the lateral air ducts 15 is rational from the point of view of reducing hydraulic losses and ensuring structural rigidity / and the presence of straightening vanes 31 ensures uniform flow of air flow and further helps to reduce hydraulic losses.
Для отвода тепла от электродвигателя 32 и исключения попадания нагретого им воздуха в воздуховодные каналы 15 между кольцевым кожухом обтекателя 37 и корпусом электродвигателя 32 предусмотрен воздушный кольцевой канал 38, по которому нагретый электродвигателем воздух 34 выбрасывается в атмосферу через щелевые выхлопные патрубки 33 при работе аэродинамической трубы 1.  To remove heat from the electric motor 32 and to prevent the ingress of heated air into the air ducts 15 between the annular cowl of the fairing 37 and the housing of the electric motor 32, an air annular channel 38 is provided through which the air heated by the electric motor 34 is discharged into the atmosphere through the slotted exhaust pipes 33 when the wind tunnel 1 .
Продолжая далее по фиг. 6-9, вертикальная аэродинамическая труба 1 по настоящему изобретению также содержит систему терморегулирования, выполненную в виде двух симметрично расположенных узлов терморегулирования, расположенных в каждом из верхних горизонтальных воздуховодных каналов 13. Каждый узел терморегулирования может содержать блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции и блока 60 теплообмена. Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции снабжен регулируемыми вентиляторами, расположенными в патрубках 4 и 5 для подвода и отвода воздуха, соответственно, и выполнен с возможностью воздухообмена внутреннего объема аэродинамической трубы 1 с атмосферой. Блок 60 теплообмена содержит теплообменные камеры 61, содержащие теплообменник- радиатор б, связанный с внешним холодильным агрегатом 63, и встроенные регулируемые вентиляторы 62 теплообменника. Блок 60 теплообмена выполнен с возможностью притока нагретого воздуха из верхнего горизонтального воздухоотводящего канала 13 и оттока охлажденного воздуха обратно в указанный канал. Направление потока воздуха показано стрелками. Блок 60 теплообмена по фиг. 7 соответствует узлу терморегулирования, расположенному в левой части аэродинамической трубы 1. Continuing further with FIG. 6-9, the vertical wind tunnel 1 of the present invention also comprises a temperature control system made in the form of two symmetrically located temperature control units located in each of the upper horizontal air ducts 13. Each temperature control unit may include a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit 60 . The forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans located in the nozzles 4 and 5 for supplying and discharging air, respectively, and is configured to exchange the internal volume of the wind tunnel 1 with the atmosphere. The heat exchange unit 60 comprises heat exchange chambers 61, comprising a heat exchanger-radiator b connected to an external refrigeration unit 63, and built-in adjustable heat exchanger fans 62. The heat transfer unit 60 is configured to supply heated air from the upper horizontal air exhaust channel 13 and the outflow of cooled air back to the specified channel. The direction of air flow is indicated by arrows. The heat transfer unit 60 of FIG. 7 corresponds to the temperature control unit located on the left side of the wind tunnel 1.
. Для обеспечения воздухообмена внутри аэродинамической трубы через патрубки 4 осуществляют подвод наружного воздуха 45 в основной воздушный поток. Воздух 45 всасывается в кольцевой зазор между наружной стороной стенки цилиндрической детали 41 и внутренней стороной стенки цилиндрического стакана 43 патрубка 4 с помощью регулируемых вентиляторов (на фиг. 6 не обозначены). Далее воздух 45 проходит через перфорированный участок 42 в верхней части цилиндрической детали 41 патрубка 4, разворачиваясь на угол 180 град, и далее проходит через внутреннее пространство цилиндрической детали 41, ограниченное ее стенками, и попадает в верхний горизонтальный воздуховодный канал 13. Звуковая волна, двигаясь от вентилятора вверх, поглощается звукопоглощающим покрытием 44, расположенным на внешней поверхности стенок стакана 43, меняет направление на 180 град, теряет свою энергию, проходя через кольцевой зазор, и гасится до приемлемого уровня.  . To ensure air exchange inside the wind tunnel through the nozzles 4, the external air 45 is supplied into the main air stream. Air 45 is sucked into the annular gap between the outer side of the wall of the cylindrical part 41 and the inner side of the wall of the cylindrical cup 43 of the pipe 4 by means of adjustable fans (not indicated in FIG. 6). Further, air 45 passes through the perforated section 42 in the upper part of the cylindrical part 41 of the pipe 4, turning at an angle of 180 degrees, and then passes through the inner space of the cylindrical part 41, limited by its walls, and enters the upper horizontal air duct 13. The sound wave moving from the fan up, it is absorbed by the sound-absorbing coating 44 located on the outer surface of the walls of the glass 43, changes direction by 180 degrees, loses its energy, passing through the annular gap, and is extinguished until my level.
Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции выполнен с возможностью отведения части нагретого воздуха через патрубки 5, расположенные в верхнем горизонтальном воздуховодном канале 13, с помощью регулируемых вентиляторов (на фиг. 8 не обозначены). Нагретый воздух, проходя через диффузорную часть патрубка 5, снижает скорость, движется вдоль его стенок со звукопоглощающим покрытием 51 и разделяется на потоки, выходящие через расширяющиеся радиальные каналы 53 вдоль звукопоглощающих перфорированных перегородок 52, выполненных, например, из жесткого пенополиуретана. При этом скорость воздушного потока в сравнении с первоначальной снижается примерно в три раза, также как и уровень шума.  The forced air supply and exhaust ventilation unit is configured to divert part of the heated air through nozzles 5 located in the upper horizontal air duct 13 using adjustable fans (not shown in FIG. 8). Heated air passing through the diffuser part of the nozzle 5 reduces the speed, moves along its walls with a sound-absorbing coating 51 and is divided into flows exiting through expanding radial channels 53 along the sound-absorbing perforated walls 52 made, for example, of rigid polyurethane foam. At the same time, the air flow velocity in comparison with the initial one is reduced by about three times, as well as the noise level.
Звукопоглощающее покрытие 44, 51 патрубков 4 и 5, а также покрытие 144 поворотных колен 14 может быть выполнено, например, из самовспенивающегося самотвердеющегося пенополиуретана.  The sound-absorbing coating 44, 51 of the nozzles 4 and 5, as well as the coating 144 of the rotary elbows 14 can be made, for example, of self-foaming, self-hardening polyurethane foam.
Далее, на фиг. 10-11 показан общий вид и вид сверху конструкции входного блока для входа пользователя в полетную камеру. Входной блок 20 содержит карусельную дверь 22 с вращающимися секторами-проемами 23 входа-выхода, а также шлюзовую камеру 25 и проем-дверь 26, выполненный в стенке полетной камеры 2. Герметичность карусельной двери 22 обеспечена уплотнителями 24 сектора-проема 23. Дополнительно может быть предусмотрена аварийная дверь 27. Further, in FIG. 10-11 show a General view and a top view of the design of the input unit for the user to enter the flight chamber. The input unit 20 includes a revolving door 22 with rotating sectors-openings 23 of the input-output, as well as a lock chamber 25 and an opening-door 26, made in the wall of the flight chamber 2. Tightness revolving door 22 is provided with seals 24 sector-opening 23. Additionally, an emergency door 27 may be provided.
Пользователь попадает через герметичный сектор-проем 23 карусельной двери 22 с уплотнителями 24 в шлюзовую камеру 25 и далее через проем-дверь 26 непосредственно в полетную камеру 2. При аварийной ситуации пользователь имеет возможность покинуть полетную камеру 2 через аварийную дверь 27. Герметичная карусельная дверь 22 обеспечивает комфортное безударное вхождение пользователей в рабочую зону полетной камеры 2, сводя при этом к минимуму скачки и перепады давления и скорости воздушного потока.  The user enters through the airtight sector-opening 23 of the revolving door 22 with gaskets 24 into the lock chamber 25 and then through the opening-door 26 directly into the flight chamber 2. In an emergency, the user is able to leave the flight chamber 2 through the emergency door 27. Sealed revolving door 22 provides comfortable shock-free entry of users into the working area of flight chamber 2, while minimizing jumps and drops in pressure and air flow rate.
Далее, на фиг. 12-15 показаны конструкция страховочной сетки, разрывной элемент страховочной сетки до разрыва и после разрыва, а также пружина и натяжной трос страховочной сетки после разрыва разрывного элемента. Следует отметить, что создание комфортных условий эксплуатации аэродинамической трубы предусматривает безопасность пользователя, который совершает трюки внутри полетной камеры 2. Конструкция страховочной сетки 21 создает безопасные условия для пользователя, обеспечивая двухэтапную упругую амортизацию при падении пользователя. На первом этапе при падении пользователя, например, со средним весом 80 кг с высоты 6 метров сетка, угловой участок 210 которой показан на фиг. 12, амортизирует тело пользователя за счет упругости натяжных тросов 211 и упругих эластичных втулок. Натяжные тросы переплетены между собой перпендикулярно и образуют прочный каркас. Такая система позволяет регулировать степень натяжения тросов, их прогиб и общую жесткость конструкции.  Further, in FIG. 12-15, the construction of the safety net, the tearing element of the safety net before and after tearing, as well as the spring and the tension cable of the safety net after the tearing of the tearing element are shown. It should be noted that the creation of comfortable operating conditions for the wind tunnel provides for the safety of the user who performs tricks inside the flight chamber 2. The design of the safety net 21 creates a safe environment for the user, providing two-stage elastic cushioning when the user crashes. At the first stage, when a user falls, for example, with an average weight of 80 kg from a height of 6 meters, a grid, the corner portion 210 of which is shown in FIG. 12, absorbs the user's body due to the elasticity of the tension ropes 211 and elastic elastic sleeves. Tension cables are interlaced perpendicular to each other and form a strong frame. Such a system allows you to adjust the degree of tension of the cables, their deflection and the overall rigidity of the structure.
В случае превышения нагрузочных усилий, например, при падении пользователя с большим весом или с большой высоты, обеспечивается второй этап амортизации, на котором срабатывают предохранительные узлы, включающие разрывные элементы 214, закрепленные внутри пружин 212, на которых закреплены натяжные тросы 211. При разрыве разрывных элементов 214 эффективная амортизация удара будет осуществляться посредством пружин 212. Усилие растяжения пружины выбирается с учетом поглощения значительных растягивающих усилий, достаточных для смещения страховочной сетки в направлении падения пользователя. Сетка 21 при этом сохраняет недеформированное состояние и смягчает удар, обеспечивая максимальную безопасность пользователя.  In case of exceeding load forces, for example, when a user falls with a large weight or from a great height, a second depreciation step is provided, at which the safety assemblies are activated, including the breaking elements 214, fixed inside the springs 212, on which the tension cables 211 are fixed. elements 214 effective shock absorption will be carried out by means of springs 212. The tensile force of the spring is selected taking into account the absorption of significant tensile forces sufficient to displace the insurance net in the downward direction of the user. At the same time, the grid 21 maintains an undeformed state and softens the impact, ensuring maximum user safety.
Как уже было указано, предложенная конструкция аэродинамической трубы 1 содержит ряд конструктивных элементов, обеспечивающих снижение вибрации и шума. Однако, практические испытания показали, что указанных мер недостаточно для того, чтобы снизить вибрацию (примерно до 2 мм/с) и шум (примерно до 60 дб), т.е. до приемлемых уровней. Поэтому по периметру фундамента 710 предусмотрено множество виброопор 71 (фиг. 16), закрепленных под ферменной конструкцией 7 с помощью узлов 711 крепления, внутри которой размещена аэродинамическая труба 1. As already indicated, the proposed design of the wind tunnel 1 contains a number of structural elements that reduce vibration and noise. However, practical tests have shown that these measures are not enough to reduce vibration (up to about 2 mm / s) and noise (up to about 60 dB), i.e. to acceptable levels. Therefore, along the perimeter of the foundation 710 there are many vibration mounts 71 (Fig. 16), mounted under the truss 7 using the attachment nodes 711, inside which the wind tunnel 1 is placed.
Каждая виброопора 71 содержит упор 712, слой 713 материала-гасителя высокочастотных колебаний, слой 714 демпфирующего материала и армирующую сетку 715. Армирующая сетка может быть выполнена из различных материалов, например, металла, полимерных материалов или стекловолокна, обеспечивающих как прочностные характеристики, так и улучшающие показатели вибропоглощения и вибродемпфирования.  Each vibration mount 71 includes an abutment 712, a layer 713 of a high-frequency vibration damping material, a layer 714 of damping material and a reinforcing mesh 715. The reinforcing mesh can be made of various materials, for example, metal, polymeric materials or fiberglass, providing both strength characteristics and improving indicators of vibration absorption and vibration damping.
Такими материалами могут служить вибродемпфирующая резина, армированная металлической нержавеющей сеткой, может также использоваться композиционный пластик, армированный сеткой из стекловолокна с полимерной прослойкой. При этом размер ячеек может составлять до 10 толщин нитей армирующего материала. Заявляемая конструкция виброопор 71 обеспечивает дополнительное снижение уровня вибрации до 2-2,5 мм/с.  Such materials can be vibrodamping rubber reinforced with a stainless steel metal mesh, composite plastic reinforced with a fiberglass mesh with a polymer layer can also be used. In this case, the cell size can be up to 10 thicknesses of the threads of the reinforcing material. The inventive design of vibration mount 71 provides an additional reduction in vibration to 2-2.5 mm / s.
Далее со ссылкой на фиг. 1-16 описывается работа предложенной аэродинамической трубы 1. При включении электродвигателя 32 основного вентилятора 3 обоих боковых каналов 15 создается перепад давления, под действием которого воздушный поток, поступающий через патрубки 4, движется вниз через переходные стаканы к поворотному колену 14 и меняет направление с вертикального на горизонтальное (угол примерно 90°). При этом спрямляющие лопатки 31 основных нагнетательных вентиляторов 3 обеспечивают ламинарное течение воздушного потока по направлению к нижней коллекторной камере 17, создавая при этом безвихревое перемещение воздуха. Следует понимать, что корпуса узлов аэродинамической трубы представляют собой опорные конструкции и являются источниками виброаккустической активности, поэтому равномерное течение воздушного потока способствует снижению виброаккустических явлений внутри них.  Next, with reference to FIG. 1-16, the operation of the proposed wind tunnel 1 is described. When the electric motor 32 of the main fan 3 of both side channels 15 is turned on, a pressure differential is created under which the air flow through the nozzles 4 moves downward through the adapter glasses to the knee 14 and changes direction from vertical horizontal (angle of about 90 °). At the same time, the straightening vanes 31 of the main discharge fans 3 provide a laminar flow of air flow towards the lower manifold chamber 17, thereby creating a vortex-free air movement. It should be understood that the body of the wind tunnel assemblies are supporting structures and are sources of vibro-acoustic activity, therefore, a uniform flow of air flow helps to reduce vibro-acoustic phenomena inside them.
Воздушные потоки из боковых воздуховодных каналов 15 и поворотных колен 14 движутся по нижним горизонтальным воздуховодным каналам 16 в каналы 171 нижней коллекторной камеры 17, где вновь меняют направление на угол около 90°. Встречные воздушные потоки смешиваются в конфузоре 18. В результате плавного сужения проходного сечения конфузора 18 происходит выравнивание полей скоростей и ускорение движения воздушного потока до значений порядка 50 м/сек (180 км/ч) и более, обеспечивающих поддержку пользователя в вертикальной полетной камере 2 в свободном парящем состоянии Страховочная сетка 21 также способствует выравниванию полей скоростей воздушного потока в полетной камере 2. Air flows from the lateral air ducts 15 and the rotary elbows 14 move along the lower horizontal air ducts 16 to the channels 171 of the lower manifold chamber 17, where they again change direction by an angle of about 90 °. Oncoming air flows mix in confuser 18. As a result of smooth narrowing the cross-section of the confuser 18, the velocity fields are equalized and the air flow is accelerated to values of about 50 m / s (180 km / h) or more, providing user support in the vertical flight chamber 2 in a free floating state. The safety net 21 also helps to equalize the air velocity fields flow in the flight chamber 2.
Скорость воздушного потока внутри полетной камеры 2 может регулироваться автоматически либо по команде оператора с использованием системы управления преобразователями частоты (не показаны) регулируемых электродвигателей 32 основных вентиляторов 3.  The speed of the air flow inside the flight chamber 2 can be adjusted automatically or at the command of the operator using the control system of the frequency converters (not shown) of the adjustable motors 32 of the main fans 3.
При прохождении воздушного потока вдоль стенок боковых воздуховодных каналов 15, развороте его в поворотных коленах 14, нижней коллекторной камере 17 происходит увеличение внутренних потерь на трение, что соответственно приводит к существенному нагреву воздуха (например, свыше 35°С) и уменьшению содержания в нем кислорода, что может вызвать дискомфортное состояние пользователя. Нагретый воздух, поднимаясь по центральному каналу 11, делится в верхней коллекторной камере 12 на два противоположных потока.  When passing the air flow along the walls of the lateral air ducts 15, turning it in the rotary elbows 14, the lower collector chamber 17, an increase in internal friction losses occurs, which accordingly leads to a significant heating of the air (for example, above 35 ° C) and a decrease in the oxygen content in it , which can cause an uncomfortable state for the user. Heated air, rising along the central channel 11, is divided in the upper collector chamber 12 into two opposite flows.
Охлаждение нагретого потока и насыщение его свежим наружным воздухом осуществляется в верхнем горизонтальном воздуховодном канале 13, в котором располагается система терморегулирования. Часть нагретого воздуха принудительно отбирается регулируемыми вентиляторами 5 и выбрасывается наружу в атмосферу, при этом примерно тот же объем свежего наружного воздуха нагнетается регулируемыми вентиляторами 4 из атмосферы в систему терморегулирования.  The heated stream is cooled and saturated with fresh outside air in the upper horizontal air duct 13, in which the temperature control system is located. Part of the heated air is forcibly taken by the adjustable fans 5 and is thrown out into the atmosphere, while approximately the same volume of fresh outdoor air is pumped by the regulated fans 4 from the atmosphere into the temperature control system.
При работе аэродинамической трубы 1 на максимальных режимах или в жарком климате дополнительно может использоваться теплообменная камера 61 блока 60 теплообмена, в которую встроенным регулируемым вентилятором 62 воздух нагнетается и прокачивается через теплообменники-радиаторы 6, охлаждаясь при этом до необходимой температуры, и далее с помощью аналогичного вентилятора 62 охлажденный воздушный поток нагнетается в каждое из поворотных колен для направления в каждый из боковых вертикальных каналов 15.  When the wind tunnel 1 is operating at maximum conditions or in a hot climate, an heat exchange chamber 61 of the heat exchange unit 60 can additionally be used, into which air is pumped and pumped through a heat exchanger 62 through heat exchangers-radiators 6, cooling to the required temperature, and then using the same of the fan 62, the cooled air stream is pumped into each of the rotary elbows for direction into each of the lateral vertical channels 15.
Предложенное изобретение обеспечивает достижение множества преимуществ благодаря своей конструкции, которая обладает целым рядом особенностей. Так, система терморегулирования расположена в верхнем горизонтальном воздуховодном канале и выполнена в виде двух симметрично расположенных узлов терморегулирования, каждый из которых состоит из блока принудительной приточно-вытяжной вентиляции и блока теплообмена. The proposed invention provides many advantages due to its design, which has a number of features. So, the temperature control system is located in the upper horizontal air duct and is made in the form of two symmetrically located temperature control nodes, each of which consists of a forced ventilation unit and a heat transfer unit.
Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции оснащен регулируемыми вентиляторами и выполнен с возможностью воздухообмена внутреннего объема аэродинамической трубы с атмосферой.  The forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans and is configured to air exchange the internal volume of the wind tunnel with the atmosphere.
Блок теплообмена оснащен теплообменными камерами, содержащими теплообменник-радиатор, связанный с внешним холодильным агрегатом, встроенные регулируемые вентиляторы теплообменника, и выполнен с возможностью притока нагретого воздуха из верхнего горизонтального воздухоотводящего канала и оттока охлажденного воздуха обратно в указанный канал.  The heat exchange unit is equipped with heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator connected to an external refrigeration unit, built-in adjustable heat exchanger fans, and is configured to supply heated air from the upper horizontal air exhaust channel and outflow of cooled air back to the specified channel.
Коллекторные камеры и поворотные колена выполнены с жесткими концентричными перфорированными перегородками, образующими каналы, при этом основные вентиляторы установлены в боковых обводных воздуховодных каналах, снабжены спрямляющими лопатками, а электродвигатели основных вентиляторов размещены в кольцевых кожухах обтекателей с выхлопными патрубками для отвода нагретого воздуха в атмосферу.  The collector chambers and rotary elbows are made with rigid concentric perforated partitions forming channels, while the main fans are installed in the side bypass air ducts, are equipped with straightening vanes, and the electric motors of the main fans are placed in the annular cowl housings with exhaust pipes for the removal of heated air into the atmosphere.
В устройстве по настоящему изобретению терморегулирование осуществляется с использованием принудительной системы воздухообмена и охлаждения, которая содержит узлы терморегулирования, каждый из которых состоит из блока принудительной приточно-вытяжной вентиляции и блока теплообмена, что обеспечивает устойчивое поддержание необходимой температуры воздушного потока в любом режиме регулирования от минимальной до максимальной, при этом факторы, влияющие на формирование неравномерного течения воздушного потока, а также на ухудшение его качества и скорости, исключены.  In the device of the present invention, the temperature control is carried out using a forced air exchange and cooling system, which contains temperature control units, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit, which ensures stable maintenance of the required air flow temperature in any regulation mode from minimum to maximum, while the factors affecting the formation of an uneven flow of air flow, as well as the deterioration of e on the quality and speed are excluded.
Система принудительной приточно-вытяжной вентиляции представляет собой систему, состоящую из приточных и вытяжных регулируемых вентиляторов, смонтированных в воздуховодных каналах аэродинамической трубы и обеспечивающих как принудительную вытяжку нагретого воздушного потока, так и принудительный приток свежего атмосферного воздуха, благодаря чему обеспечивается вентиляция и охлаждение воздушного потока в полетной камере аэродинамической трубы.  The forced-air and exhaust ventilation system is a system consisting of forced-air and exhaust controlled fans mounted in the air ducts of the wind tunnel and providing both forced exhaust of the heated air stream and forced air fresh air, which ensures ventilation and cooling of the air stream in wind tunnel flight chamber.
Система содержит также блок теплообмена, содержащий теплообменные камеры, содержащие теплообменник-радиатор, связанный с внешним холодильным агрегатом, и встроенные регулируемые вентиляторы теплообменной камеры. Указанный блок выполнен с возможностью притока нагретого воздуха из верхнего горизонтального воздухоотводящего канала и оттока охлажденного воздуха обратно в указанный канал. Теплообменник-радиатор охлаждается хладагентом, циркулирующим между ним и внешним холодильным агрегатом, позволяя ему работать в режиме интенсивного принудительного охлаждения, что является весьма востребованным, особенно при работе на максимальных режимах и в жаркую погоду. The system also includes a heat exchange unit containing heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator associated with an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchange chamber. Specified block made with the possibility of the influx of heated air from the upper horizontal air exhaust channel and the outflow of cooled air back to the specified channel. The heat exchanger-radiator is cooled by the refrigerant circulating between it and the external refrigeration unit, allowing it to work in intensive forced cooling mode, which is very popular, especially when working at maximum conditions and in hot weather.
Все вентиляторы являются регулируемыми и могут управляться преобразователями частоты, работать с переменной производительностью, что позволяет с высокой точностью осуществлять автоматический и ручной контроль температуры в аэродинамической трубе.  All fans are adjustable and can be controlled by frequency converters, operate with variable performance, which allows automatic and manual temperature control in a wind tunnel with high accuracy.
Размещение основных вентиляторов в боковых воздуховодных каналах является рациональным с точки зрения снижения гидравлических потерь и жесткости конструкции, а наличие спрямляющих лопаток обеспечивает равномерность течения воздушного потока и способствует снижению гидравлических потерь.  The placement of the main fans in the lateral air ducts is rational in terms of reducing hydraulic losses and structural rigidity, and the presence of straightening blades ensures uniform flow of air flow and helps to reduce hydraulic losses.
В дополнение к принудительной системе охлаждения используется пассивная система охлаждения набегающим потоком воздуха корпусов электродвигателей основных вентиляторов за счет размещения последних в кольцевых кожухах обтекателя с отводом из них нагретого воздуха через воздушные каналы и выхлопные патрубки в атмосферу, что способствует снижению температуры воздушного потока, а также минимизации гидравлических потерь.  In addition to the forced cooling system, a passive cooling system using the free-flow cooling system of the main fan motor housings is used by placing the latter in the annular cowl cowls with the removal of heated air from them through the air ducts and exhaust pipes to the atmosphere, which helps to reduce the air flow temperature and minimize hydraulic losses.
Выполнение коллекторных камер и поворотных колен с жесткими концентричными перфорированными перегородками, образующими каналы, позволяет повысить эффективность работы аэродинамической трубы, снижая гидравлические потери и обеспечивая равномерность течения воздушного потока при его развороте по сравнению с лопаточными поворотными спрямляющими решетками в прототипе.  The implementation of the collector chambers and rotary elbows with rigid concentric perforated partitions forming the channels allows to increase the efficiency of the wind tunnel, reducing hydraulic losses and ensuring the uniformity of the air flow during its rotation compared to the blade rotary straightening gratings in the prototype.
Полетная камера в конструкции - прототипе имеет входной и выходной проемы в промежуточной площадке. Проемы могут быть оборудованы дверьми различной конструкции, в том числе и скользящими - откатными, а промежуточная площадка пристроена к воздушному шлюзу.  The flight chamber in the design of the prototype has an input and output openings in the intermediate platform. The openings can be equipped with doors of various designs, including sliding - sliding, and the intermediate platform is attached to the air lock.
При такой схеме входных и выходных проемов необходимо наличие средств, обеспечивающих синхронизацию открытия дверей между собой, в противном случае одновременное открытие входных, выходных и шлюзовых проемов ведет к резким перепадам давлений в этих помещениях, которые могут привести к снижению эффективности работы устройства, а также к травмированию пользователя, находящегося внутри полетной камеры. With such a scheme of entrance and exit openings, it is necessary to have means that synchronize the opening of doors among themselves, otherwise the simultaneous opening of entrance, exit and lock openings leads to sharp pressure drops in these rooms, which can lead to a decrease the efficiency of the device, as well as injuring a user inside the flight camera.
В устройстве по настоящему изобретению входной блок оснащен карусельной дверью с вращающимися секторами-проемами входа-выхода и уплотнителями по ее периметру, а между полётной камерой и карусельной дверью установлена шлюзовая камера с аварийной дверью. При аварийной ситуации пользователь имеет возможность покинуть полетную камеру через аварийную дверь. Такая конструкция при переходе пользователя из одного сектора-проема в противоположный не создает вынужденного перепада давления между полетной камерой и промежуточными площадками входа- выхода, что обеспечивает комфортное безударное вхождение пользователей и смену экипажей.  In the device of the present invention, the entrance unit is equipped with a revolving door with rotating sectors-openings of the input-output and seals around its perimeter, and a lock chamber with an emergency door is installed between the flight chamber and the revolving door. In an emergency, the user is able to leave the flight chamber through the emergency door. Such a design, when a user moves from one sector of the opening to the opposite, does not create a forced pressure differential between the flight chamber and the intermediate entrance-exit platforms, which ensures comfortable shock-free user entry and crew changes.
Кроме того, с целью обеспечения безопасности и дополнительного выравнивания поля скоростей воздушного потока полетная камера снабжена страховочной сеткой.  In addition, in order to ensure safety and additional alignment of the airflow velocity field, the flight chamber is equipped with a safety net.
Дополнительно с целью снижения шума при прохождении воздушного потока через поворотные колени жесткие перфорированные перегородки, расположенные внутри них, могут быть снабжены слоями звукопоглощающего материала.  Additionally, in order to reduce noise during the passage of air flow through the rotary knees, the rigid perforated partitions located inside them may be provided with layers of sound-absorbing material.
Корпус аэродинамической трубы состоит из корпусов отдельных узлов, снабженных элементами жесткости, и размещен внутри ферменной конструкции, которая установлена на виброопорах, содержащих слои демпфирующих материалов, армированных высокопрочной сеткой.  The body of the wind tunnel consists of the bodies of individual units equipped with stiffeners and is placed inside the truss, which is mounted on vibration mounts containing layers of damping materials reinforced with a high-strength mesh.
Между фланцами корпусов отдельных узлов установлены вибропоглощающие прокладки, гасящие низкочастотные колебания, воздухообменная система аэродинамической трубы, размещенная в верхнем горизонтальном воздуховодном канале, содержит симметрично расположенные патрубки подвода наружного и отвода нагретого воздуха.  Vibration absorbing gaskets are installed between the flanges of the housings of individual nodes, absorbing low-frequency vibrations, the air exchange system of the wind tunnel, located in the upper horizontal air duct, contains symmetrically arranged nozzles for supplying external and hot air.
Патрубок отвода нагретого воздуха выполнен в виде диффузора с звукопоглощающими перегородками, образующими расширяющиеся радиальные каналы, а патрубок подвода наружного воздуха выполнен в виде цилиндрической детали с верхним перфорированным участком, на котором установлено основание цилиндрического стакана с образованием кольцевого зазора между их внутренними поверхностями с нанесенным звукопоглощающим покрытием. Страховочная сетка рабочей камеры снабжена системой натяжных тросов и выполнена с возможностью двухэтапной упругой амортизации при падении пользователя с помощью разрывных элементов, установленных внутри пружин. The outlet pipe for heated air is made in the form of a diffuser with sound-absorbing partitions forming expanding radial channels, and the outlet pipe for external air is made in the form of a cylindrical part with an upper perforated section on which the base of the cylindrical cup is installed with the formation of an annular gap between their inner surfaces with a sound-absorbing coating . The safety net of the working chamber is equipped with a system of tension ropes and is made with the possibility of two-stage elastic cushioning when the user falls with the help of explosive elements installed inside the springs.
Кроме того, в одном из дополнительных вариантов изобретения узлы основных вентиляторов, размещенные в боковых воздуховодных каналах, снабжены спрямляющими лопатками, при этом моторамы указанных узлов установлены на виброамортизаторах, что дополнительно обеспечивает снижение вибрации и шума.  In addition, in one of the additional variants of the invention, the nodes of the main fans located in the lateral air ducts are equipped with straightening vanes, while the motor frames of these nodes are mounted on vibration absorbers, which additionally reduces vibration and noise.
Конструктивные особенности корпусов отдельных узлов, выполненных с ребрами жесткости, так же как и гасящие низкочастотные колебания межфланцевые прокладки, позволяют существенно снижать уровень вибрации корпуса аэродинамической трубы.  Structural features of the housings of individual nodes made with stiffeners, as well as damping low-frequency vibrations of the flange gaskets, can significantly reduce the level of vibration of the wind tunnel body.
Виброопоры, на которые установлена ферменная конструкция, обладают свойством гасить вибрацию, т.к. их конструкция содержит слои материалов с разными демпфирующими свойствами, армированные высокопрочной сеткой.  The vibration mounts on which the truss is mounted have the property of damping vibration, because their design contains layers of materials with different damping properties, reinforced with a high-strength mesh.
Причем каждая виброопора изготовлена с заданными характеристиками исходя из максимального снижения уровня вибрации, которая может возникнуть в каждой точке ферменной конструкции в зависимости от скорости основного воздушного потока и частоты вращения электродвигателей основных вентиляторов.  Moreover, each vibration mount is made with the specified characteristics based on the maximum reduction in the level of vibration that can occur at each point of the truss structure depending on the speed of the main air flow and the speed of the electric motors of the main fans.
При монтаже аэродинамической трубы в каждом конкретном случае по результа7ам расчетов и замеров уровня вибрации задают определенный набор слоев виброопоры, чтобы уровень вибрации не превышал существующие нормы, а уровень шума воспринимался как комфортный. Конструкция виброопор обеспечивает максимальное поглощение и уменьшение передачи вибрации как непосредственно на конструкцию аэродинамической трубы, так и во внешнее пространство.  When installing a wind tunnel in each case, according to the results of calculations and measurements of the vibration level, a specific set of layers of vibration mounts is set so that the vibration level does not exceed existing standards and the noise level is perceived as comfortable. The design of the vibration mount provides maximum absorption and reduction of vibration transfer both directly to the design of the wind tunnel and into the outer space.
При открытии заслонок воздухообмена в прототипе происходит распространение шума основного воздушного потока во внешнее пространство, окружающее аэродинамическую трубу, а система шумоглушения входных и выходных воздушных потоков отсутствует, поэтому размещение воздухообменной системы аэродинамической трубы в верхнем горизонтальном воздуховодном канале, которая содержит симметрично расположенные патрубки подвода наружного и отвода нагретого воздуха, в сравнении с прототипом имеет существенные преимущества.  When you open the air exchange dampers in the prototype, the noise of the main air flow spreads to the outer space surrounding the wind tunnel, and there is no sound suppression system for the air inlet and outlet airflows, therefore, the air exchange system of the wind tunnel is placed in the upper horizontal air duct, which contains symmetrically located outer and the removal of heated air, in comparison with the prototype has significant advantages.
Конструкция патрубка отвода нагретого воздуха по настоящему изобретению позволяет нагретому воздуху расширяться при прохождении в диффузоре. Далее, проходя вдоль радиальных расширяющихся шумоглушащих каналов, поток воздуха максимально гасит скорость своего движения, снижая уровень шума. The design of the heated air outlet pipe of the present invention allows the heated air to expand as it passes through the diffuser. Further, Passing along radial expanding sound-attenuating channels, the air flow extinguishes the speed of its movement as much as possible, reducing the noise level.
Конструкция патрубков подвода наружного воздуха позволяет осуществлять забор наружного воздуха с помощью регулируемых вентиляторов в кольцевой зазор в нижней части патрубка, проходя через перфорированный участок и поворачиваясь на угол 180°. Звуковая волна, двигаясь от вентилятора вверх, частично гасится звукопоглощающим покрытием, меняет направление на 180° и теряет свою энергию, проходя через кольцевой зазор, и гасится до приемлемого уровня.  The design of the external air inlets allows the intake of external air with the help of adjustable fans in the annular gap in the lower part of the nozzle, passing through the perforated section and turning through an angle of 180 °. The sound wave, moving upward from the fan, is partially damped by the sound-absorbing coating, changes direction by 180 ° and loses its energy, passing through the annular gap, and is damped to an acceptable level.
Конструкция страховочной сетки обеспечивает двухэтапную упругую амортизацию при падении пользователя. На первом этапе сетка амортизирует тело пользователя за счет упругости натяжных тросов и упругих эластичных втулок. Натяжные тросы переплетены между собой перпендикулярно и образуют прочный каркас. Такая система позволяет регулировать степень натяжения тросов, их прогиб и общую жесткость конструкции.  The safety net design provides two-stage elastic cushioning when the user falls. At the first stage, the grid absorbs the user's body due to the elasticity of the tension cables and elastic elastic bushings. Tension cables are interlaced perpendicular to each other and form a strong frame. Such a system allows you to adjust the degree of tension of the cables, their deflection and the overall rigidity of the structure.
В случае превышения нагрузочных усилий, например, при падении пользователя с большим весом или с большой высоты, осуществляется второй этап амортизации, на котором срабатывает предохранительный узел, содержащий разрывной элемент, закрепленный внутри пружины, на которой закреплен трос. Тогда эффективная амортизация будет осуществляться посредством пружин, внутри которых рвется этот элемент. Усилие растяжения пружины выбирается с учетом поглощения значительных растягивающих усилий, достаточных для смещения страховочной сетки в направлении падения пользователя. Сетка при этом сохраняет недеформированное состояние и смягчает удар, обеспечивая максимальную безопасность пользователя.  In case of exceeding load forces, for example, when a user falls with a large weight or from a great height, the second depreciation stage is carried out, at which a safety unit is activated, containing a bursting element fixed inside the spring on which the cable is fixed. Then effective depreciation will be carried out by means of springs, inside which this element is torn. The tensile force of the spring is selected taking into account the absorption of significant tensile forces sufficient to shift the safety net in the direction of fall of the user. At the same time, the grid retains an undeformed state and softens the impact, ensuring maximum user safety.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительных чертежах, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкое изобретение, и что данное изобретение не должно ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалиста в соответствующей области.  Although exemplary embodiments have been described in detail and shown in the accompanying drawings, it should be understood that such embodiments are merely illustrative and not intended to limit the broader invention, and that the invention should not be limited to the specific arrangements and structures shown and described, as various other modifications may be apparent to those skilled in the art.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ  LIST OF REFERENCE POSITIONS
1 - аэродинамическая труба;  1 - wind tunnel;
9 - диффузор; - центральный канал; 9 - diffuser; - central channel;
- верхняя коллекторная камера;  - upper collector chamber;
- верхний горизонтальный воздуховодный канал; - поворотное колено; - upper horizontal air duct; - rotary knee;
1 - канал поворотного колена 14; 1 - channel of the rotary elbow 14;
2 - перфорированная перегородка; 2 - perforated partition;
3 - отверстие перфорированной перегородки; 4 - звукопоглощающий материал;  3 - hole perforated septum; 4 - sound-absorbing material;
- боковые вертикальные воздуховодные каналы; - нижний горизонтальный воздуховодный канал; - нижняя коллекторная камера; - lateral vertical air ducts; - lower horizontal air duct; - lower collector chamber;
- конфузор;  - confuser;
- ребра жесткости корпусов  - body stiffeners
- вертикальная полетная камера; - vertical flight camera;
- входной блок;  - input unit;
- страховочная сетка; - safety net;
0 - угловой участок страховочной сетки 21; 0 - the corner section of the safety net 21;
1 - натяжные тросы; 1 - tension cables;
2 - пружины; 2 - springs;
3 - эластичная втулка; 3 - elastic sleeve;
4 - разрывной элемент пружины 212;  4 - breaking element of the spring 212;
- карусельная дверь;  - revolving door;
- вращающийся сектор-проем входа-выхода; - уплотнитель;  - a rotating sector-opening of the input-output; - sealant;
- шлюзовая камера;  - lock chamber;
- проем-дверь;  - doorway;
- аварийная дверь;  - emergency door;
- основной вентилятор; - main fan;
- моторама узла основного вентилятора;  - engine mount of the main fan;
-спрямляющие лопатки основного вентилятора; - электродвигатель основного вентилятора;  - straightening blades of the main fan; - electric motor of the main fan;
- виброамортизаторы;  - vibration dampers;
- межфланцевые вибропоглощающие прокладки; - кольцевой кожух обтекателя; - interflange vibration-absorbing gaskets; - annular cowl cowl;
- воздушный кольцевой канал;  - air ring channel;
- патрубок подвода наружного воздуха; - pipe for supplying external air;
- цилиндрическая деталь патрубка 4;  - a cylindrical part of the pipe 4;
- перфорированный участок детали 41;  - perforated section of the part 41;
- цилиндрический стакан патрубка 4;  - a cylindrical glass pipe 4;
- звукопоглощающее покрытие;  - sound-absorbing coating;
- наружный воздух;  - outside air;
- патрубок отвода нагретого воздуха; - a branch pipe for discharging heated air;
- звукопоглощающее покрытие;  - sound-absorbing coating;
- звукопоглощающие перегородки патрубка отвода нагретого воздуха; - радиальные каналы;  - sound-absorbing partitions of the outlet pipe of heated air; - radial channels;
- теплообменник-радиатор; - heat exchanger-radiator;
- блок теплообмена;  - heat transfer unit;
-теплообменная камера;  -heat exchange chamber;
- регулируемый вентилятор;  - adjustable fan;
- холодильный агрегат;  - refrigeration unit;
-ферменная конструкция; truss design;
- виброопоры; - vibration mounts;
0 - фундамент; 0 - foundation;
1 - узел крепления виброопоры; 1 - mount vibration mount;
2 - упор виброопоры; 2 - emphasis vibration mounts;
3 - слой материала-гасителя высокочастотных колебаний; 3 - layer of a damper material of high-frequency vibrations;
4 - слой демпфирующего материала;4 - layer of damping material;
5 - армирующая сетка. 5 - reinforcing mesh.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Вертикальная аэродинамическая труба замкнутого рециркуляционного типа для воспроизведения свободного парения человека в воздухе, содержащая:  1. A vertical wind tunnel of a closed recirculation type for reproducing free soaring of a person in air, containing:
вертикальную полетную камеру, центральный канал, диффузор, верхнюю коллекторную камеру, два верхних горизонтальных воздуховодных канала, четыре поворотных колена, два боковых вертикальных обводных воздуховодных канала, два нижних горизонтальных воздуховодных канала, нижнюю коллекторную камеру, конфузор в основании полетной камеры, основные вентиляторы, и систему терморегулирования, отличающаяся тем, что  a vertical flight chamber, a central channel, a diffuser, an upper manifold chamber, two upper horizontal air ducts, four rotary elbows, two lateral vertical bypass air ducts, two lower horizontal air ducts, a lower manifold chamber, a confuser at the base of the flight chamber, main fans, and thermal control system, characterized in that
система терморегулирования расположена в верхних горизонтальных воздуховодных каналах и выполнена в виде двух симметрично расположенных узлов терморегулирования, каждый из которых состоит из блока принудительной приточно- вытяжной вентиляции и блока теплообмена,  the temperature control system is located in the upper horizontal air ducts and is made in the form of two symmetrically located temperature control nodes, each of which consists of a forced air supply and exhaust ventilation unit and a heat exchange unit,
причем блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции снабжен регулируемыми вентиляторами, расположенными в патрубках отвода и подвода воздуха, и выполнен с возможностью воздухообмена внутреннего объема аэродинамической трубы с атмосферой, и  moreover, the forced air supply and exhaust ventilation unit is equipped with adjustable fans located in the nozzles of the exhaust and air supply, and is configured to exchange the internal volume of the wind tunnel with the atmosphere, and
блок теплообмена содержит теплообменные камеры, содержащие теплообменник-радиатор, связанный с внешним холодильным агрегатом, и встроенные регулируемые вентиляторы теплообменника, при этом блок теплообмена выполнен с возможностью притока нагретого воздуха из верхнего горизонтального воздухоотводящего канала и оттока охлажденного воздуха обратно в него.  the heat exchange unit contains heat exchange chambers containing a heat exchanger-radiator connected to an external refrigeration unit, and built-in adjustable fans of the heat exchanger, while the heat exchange unit is capable of supplying heated air from the upper horizontal air exhaust channel and the outflow of cooled air back into it.
2. Аэродинамическая труба по п.1, в которой коллекторные камеры и поворотные колена выполнены с жесткими концентричными перфорированными перегородками, образующими каналы.  2. The wind tunnel according to claim 1, in which the collector chambers and rotary elbows are made with rigid concentric perforated partitions forming channels.
3. Аэродинамическая труба по п. 2, в которой перфорированные перегородки поворотных колен снабжены слоями звукопоглощающего материала.  3. The wind tunnel according to claim 2, in which the perforated baffles of the knees are provided with layers of sound-absorbing material.
4. Аэродинамическая труба по любому из пп.1-3, в которой основные вентиляторы установлены в боковых обводных воздуховодных каналах на мотораме и снабжены спрямляющими лопатками.  4. The wind tunnel according to any one of claims 1 to 3, in which the main fans are installed in the side bypass air ducts on the engine mount and are equipped with straightening blades.
5. Вертикальная аэродинамическая труба по п.4, в которой моторамы установлены на виброамортизаторах. 5. The vertical wind tunnel according to claim 4, in which the engine mounts are mounted on vibration dampers.
6. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-5, в которой электродвигатели основных вентиляторов расположены в кольцевых кожухах обтекателей с выхлопными патрубками, выполненными с возможностью отвода нагретого воздуха в атмосферу. 6. The wind tunnel according to any one of paragraphs 1-5, in which the electric motors of the main fans are located in the annular cowls of the fairings with exhaust pipes configured to exhaust heated air into the atmosphere.
7. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-6, в которой предусмотрена карусельная дверь с вращающимися секторами-проемами и уплотнителями по ее периметру, а между полётной камерой и карусельной дверью предусмотрена шлюзовая камера.  7. The wind tunnel according to any one of paragraphs 1-6, in which a revolving door is provided with rotating sectors-openings and seals along its perimeter, and a lock chamber is provided between the flight chamber and the revolving door.
8. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-7, в которой корпуса отдельных узлов выполнены с элементами жесткости.  8. The wind tunnel according to any one of p. 1-7, in which the housing of the individual nodes are made with stiffeners.
9. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-8, расположенная внутри ферменной конструкции, которая установлена на виброопорах.  9. The wind tunnel according to any one of p. 1-8, located inside the truss, which is mounted on vibration mounts.
10. Аэродинамическая труба по п. 9, в которой виброопоры содержат слои демпфирующих материалов, армированных высокопрочной сеткой.  10. The wind tunnel according to claim 9, in which the vibration mounts contain layers of damping materials reinforced with a high-strength mesh.
11. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-10, в которой между фланцами корпусов отдельных узлов установлены вибропоглощающие прокладки.  11. The wind tunnel according to any one of p. 1-10, in which vibration absorbing gaskets are installed between the flanges of the housings of the individual nodes.
12. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-11, в которой патрубок отвода нагретого воздуха выполнен в виде диффузора с звукопоглощающими перегородками, образующими расширяющиеся радиальные каналы.  12. The wind tunnel according to any one of p. 1-11, in which the outlet pipe of the heated air is made in the form of a diffuser with sound-absorbing baffles, forming expanding radial channels.
13. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-12, в которой, патрубок подвода наружного воздуха выполнен в виде цилиндрической детали с верхним перфорированным участком, на котором установлено основание цилиндрического стакана с образованием кольцевого зазора между их внутренними поверхностями с нанесенным звукопоглощающим покрытием.  13. The wind tunnel according to any one of p. 1-12, in which the pipe for supplying external air is made in the form of a cylindrical part with an upper perforated section, on which the base of the cylindrical glass is installed with the formation of an annular gap between their inner surfaces with a sound-absorbing coating.
14. Аэродинамическая труба по любому из п. 1-13, в которой вертикальная полетная камера снабжена страховочной сеткой, содержащей систему натяжных тросов и выполненной с возможностью двухступенчатой упругой амортизации при падении пользователя.  14. The wind tunnel according to any one of claims 1 to 13, wherein the vertical flight chamber is provided with a safety net comprising a tension cable system and configured to have two-stage elastic cushioning when the user falls.
PCT/RU2018/000779 2018-09-28 2018-12-03 Vertical wind tunnel for freely floating a person in air WO2020067917A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202092601A EA202092601A1 (en) 2018-09-28 2018-12-03 VERTICAL AERODYNAMIC TUBE FOR REPRODUCING FREE VAPOR OF A HUMAN IN AIR

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134392 2018-09-28
RU2018134391A RU2693106C1 (en) 2018-09-28 2018-09-28 Vertical aerodynamic pipe for simulation of free floating of a person in air
RU2018134391 2018-09-28
RU2018134392A RU2692744C1 (en) 2018-09-28 2018-09-28 Vertical wind tunnel of closed recirculation type for simulation of free floating of a person in air

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020067917A1 true WO2020067917A1 (en) 2020-04-02

Family

ID=69952754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2018/000779 WO2020067917A1 (en) 2018-09-28 2018-12-03 Vertical wind tunnel for freely floating a person in air

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020067917A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111537181A (en) * 2020-05-25 2020-08-14 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Thermal noise wind tunnel based on arc heating and test method
US11707689B2 (en) 2018-11-16 2023-07-25 Ifly Holdings, Llc Recirculating vertical wind tunnel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299515A (en) * 1995-05-02 1996-11-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Free fall simulator
WO2011044860A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Strojirna Litvinov Spol. S.R.O Free fall simulator
RU2458825C2 (en) * 2004-07-30 2012-08-20 СКАЙВЕНЧЕР, ЭлЭлСи Device with vertical wind tunnel for imitation of delayed drop, and vertical wind tunnel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08299515A (en) * 1995-05-02 1996-11-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Free fall simulator
RU2458825C2 (en) * 2004-07-30 2012-08-20 СКАЙВЕНЧЕР, ЭлЭлСи Device with vertical wind tunnel for imitation of delayed drop, and vertical wind tunnel
WO2011044860A1 (en) * 2009-10-12 2011-04-21 Strojirna Litvinov Spol. S.R.O Free fall simulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11707689B2 (en) 2018-11-16 2023-07-25 Ifly Holdings, Llc Recirculating vertical wind tunnel
CN111537181A (en) * 2020-05-25 2020-08-14 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 Thermal noise wind tunnel based on arc heating and test method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6083110A (en) Vertical wind tunnel training device
WO2020067917A1 (en) Vertical wind tunnel for freely floating a person in air
KR101469404B1 (en) Recirculating vertical wind tunnel skydiving simulator and reduced drag cable for use in wind tunnels and other locations
US20010011007A1 (en) Column fan unit
RU2693106C1 (en) Vertical aerodynamic pipe for simulation of free floating of a person in air
EP3808911B1 (en) A booth having a ventilation system
CN106989069A (en) Blower fan silencer
CN113865878B (en) Large-discharge-quantity waste gas silencing and discharging device and method for airplane engine driving test
CN111189127B (en) Noise elimination and sound insulation device for air conditioner outdoor unit
CN110831859B (en) Human body flight simulator
RU2692744C1 (en) Vertical wind tunnel of closed recirculation type for simulation of free floating of a person in air
EA041567B1 (en) VERTICAL WIND TUNNEL FOR REPRODUCING FREE HUMAN VARIATION IN THE AIR
US6016888A (en) Stable flow enhancements for ground runup enclosure
US3630313A (en) Noise suppressor system
CN209689875U (en) Simulate the integrated wind-tunnel of mobile cyclone and downburst
USRE43028E1 (en) Vertical wind tunnel training device
CN107356129A (en) A kind of denoising device of mechanical-draft cooling tower
GB2479082A (en) Tunnel Ventilation Fan Nozzle
WO2004106161A1 (en) Aircraft ground run-up enclosure
CN107869408A (en) Counter with decrease of noise functions pushes away leaf grating
CN110006617A (en) Simulate the integrated wind-tunnel of mobile cyclone and downburst
JP3865472B2 (en) Vertical wind tunnel for free descent training
CN110254683B (en) Noise elimination ventilation unit of ocean engineering accommodation
KR200173292Y1 (en) Multiply assembled jet flow fan
WO2012177186A2 (en) Active air distributing ceiling cladding and an active air duct with ion ventilator (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18935212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18935212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1