Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него



Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него
Симулятор свободного падения (варианты) и вентиляционное устройство для него

 


Владельцы патента RU 2516947:

ИНДОР СКАЙДАЙВИНГ БОТТРОП ГМБХ (DE)

Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха включает в себя камеру парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, с нижним отверстием на нижнем конце и верхним отверстием на верхнем конце, замкнутый воздухопровод с нагнетателем, который соединяет нижнее отверстие и верхнее отверстие камеры парения, отверстие впуска воздуха и отверстие выпуска воздуха для обмена воздуха внутри воздухопровода, отклоняющие устройства, отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода в угловых зонах и в зонах малого радиуса изгиба. Отверстие выпуска воздуха расположено внутри отклоняющего устройства. Вентиляционное устройство включает аэродинамическую трубу и отклоняющее устройство. Группа изобретений направлена на повышение эффективности регулирования температуры. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к вариантам симулятора свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, а также к вентиляционному устройству для симулятора свободного падения.

Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха представляет собой устройство, которое предназначено для того, чтобы удерживать человека в, как правило, управляемом вертикально восходящем воздушном потоке, который протекает сквозь камеру парения, в положении парения. Воздушный поток после его выхода из верхнего отверстия камеры парения через воздухопровод подается обратно к нижнему отверстию камеры парения так, что образуется замкнутый кругооборот.

Типичный эффект подобных так называемых замкнутых симуляторов свободного падения заключается в том, что из-за потерь давления воздух внутри симулятора нагревается, что вызывает различные проблемы. С одной стороны, перегрев воздуха может восприниматься использующими симулятор людьми как неприятное обстоятельство или же при сильном перегреве может привести к причинению вреда здоровью, и с другой стороны, нагрев воздуха приводит к снижению плотности воздуха, что также снижает силу, которая удерживает парящего человека в равновесии. В итоге, из-за комбинации зачастую расположенных рядом друг с другом нагнетателей и открываемых при необходимости вентиляционных устройств существует повышенные затраты на управление проблемами.

Для уменьшения таких описанных недостатков уже были предложены несколько путей решения.

ЕР 1964776 А1 описывает симулятор свободного падения, в котором в вертикальной зоне люди поднимаются посредством создаваемого воздушного потока. Используемые при этом изогнутые обратные магистрали сконструированы из материалов, которые имеют высокую теплопроводность. Дополнительно контур охлаждающей жидкости регулирует температуру внутри симулятора свободного падения. Подобная регулировка температуры связана с ограниченным выбором материалов и затрат.

Другой путь к снижению названных выше общих проблем замкнутых симуляторов свободного падения показан в ЕР 1539572 В1. Там описан симулятор свободного падения для обучения, повышения квалификации и тренировки парашютистов или сертифицированных спортсменов. Для снижения перегрева воздуха в результате работы вентиляторов в верхней части купола предусмотрена подача свежего воздуха. Несколько всасывающих вентиляторов обеспечивают всасывание свежего воздуха и обеспечивают также управление температурой полетного тренажера. Таким образом, речь идет о так называемом активном воздухообмене, что означает, что используются дополнительные машины для обеспечения воздухообмена. Это ведет к повышенному расходу энергии, что вместе с затратами на изготовление всасывающих вентиляторов требует существенных дополнительных финансовых расходов.

Так называемый пассивный воздухообмен описывается в WO 2006/012647 А2. Симулятор свободного падения такого уровня техники имеет по существу прямоугольную форму, при этом в первом вертикальном участке предусмотрена камера парения, к которой примыкает первый по направлению потока горизонтальный участок, в котором размещены два нагнетателя для создания воздушного потока. К первому горизонтальному участку примыкает второй вертикальный участок, который предназначен для возврата воздушного потока в направлении к поверхности пола. В этом втором вертикальном участке впускная дверь, а также выпускная дверь размещены таким образом, что они сужают поперечное сечение потока и образуют сопло. Тем самым создается градиент давления между внутренней полостью и наружной полостью туннеля так, что происходит воздухообмен и, тем самым, происходит управление температурой. Недостаток подобного симулятора свободного падения состоит в том, что из-за сужения поперечного сечения потока за счет входной и выходной двери скорость потока в зоне этих дверей дополнительно увеличивается, что приводит к повышенному трению воздуха с дополнительным выделением тепла. Кроме того, впускная и выпускная двери из-за их ориентации в воздушном потоке подвержены чрезвычайно высоким нагрузкам.

Задачей изобретения является создание симулятора свободного падения, а также вентиляционного устройства аэродинамической трубы, при этом температура внутри должна регулироваться эффективно и с небольшими затратами. Эта задача решена посредством симулятора свободного падения согласно пунктам 1, 23 и 26 формулы изобретения, а также посредством вентиляционного устройства по п.25 формулы изобретения.

Задача согласно первому аспекту решена, прежде всего, посредством симулятора свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, который включает в себя камеру парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, нижнее отверстие на нижнем конце и верхнее отверстие на верхнем конце, по существу замкнутый воздухопровод по меньшей мере с одним нагнетателем, который соединяет нижнее отверстие и верхнее отверстие камеры парения по меньшей мере одно впускное воздушное отверстие и по меньшей мере одно выпускное отверстие для обмена воздуха внутри воздухопровода, причем отверстие впуска воздуха и/или отверстие выпуска воздуха размещено/размещены в верхнем участке воздухопровода, и устройства изменения направления в угловых зонах или в зонах малого радиуса искривления, при этом внутри устройства изменения направления потока расположено по меньшей мере одно отверстие выпуска воздуха.

Существенный пункт изобретения заключается в том, что отверстие выпуска воздуха расположено точно там, где расположены требуемые для работы замкнутого симулятора свободного падения устройства изменения направления потока воздуха. Тем самым, элегантным образом используются действующие на поток воздуха центробежные силы, так что не нужно конструировать специальные устройства изменения направления потока воздуха для отклонения части воздушного потока внутри канала. Достигается эффективное и энергоэффективное охлаждение внутреннего воздуха симулятора свободного падения.

Благодаря тому, что отверстие впуска воздуха и/или отверстие выпуска воздуха расположено в верхнем участке воздухопровода, нагретый воздух после выхода из воздухопровода отводится от него, так как нагретый воздух постоянно поднимается вверх, что, в частности, упрощает конструкцию и оборудование симулятора.

Предпочтительно, выходящий из отверстия выпуска воздуха поток воздуха имеет возможность изменяемого регулирования посредством изменения плоскости поперечного сечения отверстия выпуска воздуха. Тем самым можно реагировать на внешние воздействия, например температуру или давление воздуха.

В предпочтительной форме выполнения отверстие выпуска воздуха снабжено выполненным с возможностью поворота и/или смещения закрывающим устройством для изменения воздушного потока. Тем самым возможно особо простое изменение выходящего воздушного потока.

В том случае, если для отклонения потока воздуха предусмотрены отклоняющие пластины, предпочтительно одна отклоняющая пластина для изменения выходящего потока воздуха выполнена с возможностью поворота и/или смещения. То есть, отклоняющие пластины выполняют двойную функцию, а именно, с одной стороны, изменение направления и, с другой стороны, отклонение части воздушного потока, что делает лишним дополнительный узел, благодаря чему можно сэкономить затраты.

Предпочтительно и на тот случай, что отклоняющие пластины предназначены для изменения направления воздушного потока, по меньшей мере одна отклоняющая пластина, предпочтительно вся совокупность отклоняющих пластин, выполнена с возможностью смещения в радиальном направлении. Радиальное смещение конструктивно просто и обеспечивает экономящее место размещение смещенных отклоняющих пластин.

Предпочтительно, по меньшей мере одна отклоняющая пластина выполнена соответствующей отверстию воздухопровода таким образом, что отверстие является открываемым или закрываемым в результате радиального смещения. За счет подобного смещения одной отклоняющей пластины создается дополнительная возможность изменять воздушный поток.

В особо предпочтительном усовершенствовании несколько отклоняющих пластин в виде совокупности выполнены с возможностью дискретного смещения в радиальном направлении, предпочтительно на длину, которая соответствует радиальному расстоянию между двумя соседними отклоняющими пластинами таким образом, что отверстие как до, так и после процесса смещения закрыто одной отклоняющей пластиной. Тем самым, без дополнительных узлов или мер достигается то, что выдвигание одной или нескольких отклоняющих пластин не приводит к потере давления.

Предпочтительно, давление воздуха внутри области, в которую могут быть введены выдвигаемые из воздухопровода отклоняющие пластины, имеет возможность регулировки таким способом, что потеря давления, например, через такие оставшиеся отверстия, как щели, трещины и тому подобное, минимизировалась. За счет такого выполнения конструктивно простым и эффективным способом минимизируется потеря давления вследствие смещения отклоняющих пластин.

Предпочтительно, отверстие выпуска воздуха включает в себя воронкообразный диффузор выпуска воздуха. Это облегчает отвод выходящей части воздушного потока.

В другой предпочтительной форме выполнения по меньшей мере одно закрывающее устройство отверстия впуска воздуха для изменения поступающего воздушного потока выполнено с возможностью поворота и/или смещения, прежде всего, с возможностью поворота наружу. Таким образом, также простым способом регулируется количество поступающего воздуха, чем опосредованно достигается также и количество выходящего воздуха, то есть отвод тепла наружу на основании постоянного в стационарном состоянии общего объема воздушного потока.

Предпочтительно, отверстие впуска воздуха пространственно отделено от отверстия выпуска воздуха таким образом, что выходящий воздух не может всасываться отверстием впуска воздуха, что может быть достигнуто, прежде всего, за счет воздушного барьера.

Предпочтительно, закрывающие устройства отверстий впуска воздуха и/или отверстий выпуска воздуха выполнены с возможностью электронного управления или же регулирования, при этом закрывающие устройства выполнены с возможностью, прежде всего, синхронного, согласования друг с другом. За счет электронного управления или же регулирования можно особенно точно управлять или же регулировать выходящий и входящий воздушный поток. Если при этом закрывающие устройства синхронно согласованы друг с другом, то этим достигается чрезвычайно эффективный воздухообмен.

Прежде всего, в случае, если закрывающее устройство во впускном или выпускном устройстве выполнено с возможностью электронного управления или же регулирования, то, предпочтительно, предусмотрены измерительные устройства для измерения различных параметров, прежде всего температуры, скорости потока или влажности объемного потока или тому подобного, при этом полученные, предпочтительно посредством измерительных устройств, значения используются для электронного управления или же регулирования закрывающего устройства. Это обеспечивает особенно точную регулировку закрывающих устройств, которое происходит, прежде всего, независимо от субъективных ощущений обслуживающего персонала и, тем самым, особенно хорошо согласовано с соответствующими требованиями. Например, измерение повышенной температуры может привести к автоматическому изменению поперечного сечения выпускного отверстия и/или поперечного сечения отверстия впуска воздуха.

В одной предпочтительной усовершенствованной форме выполнения предусмотрены четыре нагнетателя, которые расположены внутри предпочтительно квадратного в поперечном сечении воздухопровода по углам квадрата. При этом размещение по углам квадрата относится к такому расположению четырех нагнетателей, что центр их тяжести расположен на плоскости, находящейся перпендикулярно среднему направлению течения воздушного потока. Преимущество подобного размещения состоит в том, что достигается особо гомогенное распределение воздушного потока.

Предпочтительно, нагнетатель/нагнетатели выполнен/выполнены в вертикальном участке воздухопровода. Это особенно учитывает ограниченную доступность площади для основания, как это, например, имеет место в парках развлечений. Так как нагнетатели, включая необходимую подающую и отводящую магистраль, имеют относительно большую протяженность в направлении потока, поэтому имеет смысл располагать их в вертикальном направлении, так что используется так или иначе необходимая для камеры парения высота симулятора свободного падения и одновременно потребность в площади основания снижается до минимума. Впрочем, в этом случае свободное место для размещения отверстий впуска воздуха и/или отверстий выпуска воздуха остается в верхнем, предпочтительно проходящем горизонтально, участке воздухопровода.

В одной предпочтительной форме конструктивного выполнения поверхность пола камеры парения выполнена в виде многоугольника, предпочтительно в виде 10-ти до 14-угольника, прежде всего в виде 12-угольника. Эта форма обеспечивает компромисс между максимально "круглой" формой выполнения камеры парения и относительно малозатратной конструкцией из стекла/стали камеры парения. Дополнительно это допускает сравнительно хорошее закрепление страховочной сетки.

Предпочтительно, камера/камеры парения и/или поперечное сечение примыкающего к камере парения воронкообразного диффузора расширяется/расширяются по направлению вверх. Если камера парения выполнена так, что она расширяется кверху, то давление на парящего в камере парения человека снижается по направлению вверх так, что создан внутренний механизм безопасности, который удерживает парящего человека от превышения верхней границы диапазона высоты. Наличие расширяющегося кверху диффузора обеспечивает снижение скорости потока, что также связано со снижением выделяющейся теплоты трения.

Альтернативно к расширяющейся кверху камере парения, она также может иметь постоянное поперечное сечение снизу вверх. Благодаря этому создаются постоянные, независимые от высоты условия, что наилучшим образом моделирует условия настоящего свободного падения.

Предпочтительно, поперечное сечение камеры парения и/или поперечное сечение примыкающего к камере парения воронкообразного диффузора снизу вверх переходит/переходят от многоугольника высшего порядка в многоугольник низшего порядка, прежде всего из 12-угольника в 4-угольник. За счет этого удается простым способом, несмотря на различные требования к геометрии камеры парения и геометрии поперечного сечения воздухопровода, поддержать максимально ламинарный поток.

В одной предпочтительной форме конструктивного выполнения предусмотрена по меньшей мере одна страховочная сетка для защиты людей внутри или для ограничения камеры парения, на подвеске сетки которой предусмотрены демпфирующие элементы для амортизации. Амортизация препятствует получению травм людьми при падении на страховочную сетку.

В соответствии со вторым аспектом задача решена также посредством симулятора свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, включающим в себя камеру парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, одно нижнее отверстие на нижнем конце и одно верхнее отверстие на верхнем конце, один по существу замкнутый воздухопровод по меньшей мере с одним нагнетателем, который соединяет нижнее отверстие и верхнее отверстие камеры парения и устройства изменения направления, прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление потока внутри воздухопровода в угловых зонах или зонах малого радиуса искривления, при этом по меньшей мере одна направляющая пластина выполнена с возможностью охлаждения посредством охлаждающего устройства, и по меньшей мере одна отклоняющая пластина изготовлена из алюминия, прежде всего из экструзионного алюминиевого профиля.

Симулятор свободного падения согласно второму аспекту изобретения обеспечивает эффективное уменьшение температуры внутри симулятора свободного падения, которое связано с относительно небольшими затратами. Прежде всего, обеспечивается очень тихая работа. Переходные шлюзы не требуются. Симулятор свободного падения преимущественен прежде всего в теплых регионах, так как возможно охлаждение внутреннего воздуха ниже наружной температуры. Изготовление по меньшей мере одной отклоняющей пластины из алюминия, прежде всего из алюминиевого экструзионного (экструдированного) профиля, обеспечивает простоту изготовления отклоняющей пластины и ее способность эффективно поглощать и отводить выделяемую теплоту внутри симулятора свободного падения.

Предпочтительно, по меньшей мере одна отклоняющая пластина имеет полость, в которой предусмотрена возможность ввода охлаждающей среды, которая обеспечивается посредством устройства охлаждения. Тем самым, по меньшей мере одна отклоняющая пластина может охлаждаться конструктивно простым и эффективным способом.

Симулятор свободного падения согласно первому аспекту изобретения может комбинироваться с симулятором свободного падения согласно второму аспекту изобретения.

Далее указанная выше задача решается, предпочтительно, посредством вентиляционного устройства для симулятора свободного падения, которое включает в себя по меньшей мере одно отверстие впуска воздуха и по меньшей мере одно отверстие выпуска воздуха для обмена воздухом внутри аэродинамической трубы, и отклоняющие устройства, прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри аэродинамической трубы в угловых зонах или в зонах малого радиуса искривления, при этом по меньшей мере одно отверстие выпуска воздуха размещено внутри отклоняющего устройства.

В еще одном аспекте изобретения предлагается симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, включающий в себя:

- камеру парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, с нижним отверстием на нижнем конце и верхним отверстием на верхнем конце,

- по существу замкнутый воздухопровод по меньшей мере с одним нагнетателем, который соединяет нижнее отверстие и верхнее отверстие камеры парения,

- по меньшей мере одно отверстие впуска воздуха и по меньшей мере одно отверстие выпуска воздуха для обмена воздуха внутри воздухопровода,

- отклоняющие устройства, прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода в угловых зонах и в зонах малого радиуса изгиба, при этом по меньшей мере одно отверстие выпуска воздуха расположено внутри отклоняющего устройства,

- один или несколько нагнетателей, который/которые выполнен/выполнены в вертикальном участке воздухопровода.

Другие формы конструктивного выполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Далее дополнительные признаки и преимущества изобретения описываются на основании примеров конструктивного выполнения, которые подробнее разъясняются со ссылкой на изображения.

При этом показано на

Фиг.1 - схематическое изображение соответствующего изобретению симулятора свободного падения.

Фиг.2 - сечение одной особой формы конструктивного выполнения соответствующего изобретению симулятора свободного падения.

Фиг.3 - альтернативная форма конструктивного выполнения симулятора свободного падения в поперечном сечении.

Фиг.4 - схематичное изображение альтернативной формы конструктивного выполнения симулятора свободного падения.

Фиг.5 - схематичное изображение другой альтернативной формы конструктивного выполнения симулятора свободного падения.

Фиг.6 - схематическое изображение другой альтернативной формы конструктивного выполнения симулятора свободного падения.

Фиг.7 - схематичное изображение другой альтернативной формы конструктивного выполнения симулятора свободного падения.

Фиг.8 - схематичное, горизонтальное сечение альтернативной формы конструктивного выполнения камеры парения с предкамерой.

В нижеследующем описании для одинаковых и одинаково действующих деталей используются одни и те же ссылочные цифровые обозначения.

На фиг.1 показан симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, первым и вторым вертикальным участком 10, 11, а также первым и вторым горизонтальным участком 12, 13. Два вертикальных участка 10, 11, а также два горизонтальных участка 12, 13 образуют квадратную горизонтальную проекцию с выемкой 14 квадрата также квадратной формы. В отдельных зонах фактическая геометрическая форма блока из двух вертикальных и горизонтальных участков с 10 по 13 отличается от описанной основной формы. Два вертикальных участка 10, 11 и два горизонтальных участка 12, 13 образуют по существу замкнутый воздухопровод 4.

В первом вертикальном участке 10 находится камера 15 парения, которая при работе симулятора свободного падения продувается направленным вертикально вверх воздушным потоком таким образом, что люди могут удерживаться на весу. Воздушный поток входит через нижнее отверстие 16, которое находится на нижнем конце 18 камеры парения, в камеру 15 парения и выходит через верхнее отверстие 17, которое находится на верхнем конце 19 камеры 15 парения, из камеры парения.

Камера 15 парения имеет постоянное от нижнего конца 18 до верхнего конца 19 12-угольное горизонтальное сечение. Альтернативно, поперечное сечение (не на фиг.1) может увеличиваться снизу вверх так, что воздействующая на парящего человека сила уменьшается снизу вверх, что соответствует имманентному механизму безопасности. Однако в свободном случае можно проводить моделирование лучше всего с постоянным сечением камеры 15 парения.

Камера 15 парения ограничивается нижним отверстием 16, верхним отверстием 17 и боковой стенкой. В области нижнего и верхнего отверстия 16, 17 может быть закреплена страховочная сетка (которая на фиг.1 не показана), которая препятствует переходу парящего человека в слишком высокую или слишком низкую или слишком удаленную от центра позицию полета и, кроме того, защищает человека от ранений при внезапных изменениях положения, например из-за изменения положения туловища или изменений воздушного потока. Страховочная сетка 36 (в предложенном случае горизонтальная) размещена под отверстием 28 выпуска воздуха, что предотвращает вынос воздушным потоком предметов или людей через отверстие 28 выпуска воздуха.

Под камерой 15 парения размещено сопло 21, которое имеет уменьшающееся снизу вверх горизонтальное сечение для ускорения воздушного потока. Соответственно уменьшающаяся снизу вверх площадь поперечного сечения сопла 21 постепенно переходит от прямоугольника в нерегулярный 12-угольник и затем в зоне перехода к камере 15 парения в регулярный 12-угольник.

К верхнему концу 17 камеры 15 парения примыкает диффузор 22 для того, чтобы замедлять выходящий из камеры 15 парения воздушный поток и, тем самым, снижать потери на трение и перегрев воздушного потока. Горизонтальное поперечное сечение диффузора 22 переходит от регулярного 12-угольника в увеличивающийся снизу вверх нерегулярный 12-угольник и, наконец, в прямоугольник.

К диффузору 22 далее по потоку (направление потока обозначено стрелками 3) примыкает первая отклоняющая зона 23, в которой выходящий из диффузора 22, направленный по существу вертикально, воздушный поток отклоняется примерно на 90°. Аналогично, воздушный поток во второй отклоняющей зоне 24, третьей отклоняющей зоне 25 и, наконец, в четвертой отклоняющей зоне 26 изменяет свое направлении соответственно на 90° так, чтобы воздушный поток возвращался в камеру 15 парения. Отклоняющие устройства в форме отклоняющих пластин 27 обеспечивают максимально гомогенное и с малыми потерями на трение изменение направления воздушного потока в отклоняющих зонах с 23 по 26.

В первой отклоняющей зоне 23 предусмотрено отверстие 28 выпуска воздуха, через которое может выходить часть воздушного потока. Отверстие 28 выпуска воздуха расположено в верхнем, проходящем горизонтально, ограничителе 29 первой отклоняющей зоны 23. Далее, ниже со ссылкой на фигуры с 9 по 11 показывается, как можно предпочтительно дозировать выходящую часть воздушного потока. Между первой отклоняющей зоной 23 и второй отклоняющей зоной 24 в первом горизонтальном участке 12 находится отверстие 30 впуска воздуха, сквозь которое при работе симулятора свободного падения может поступать окружающий воздух для охлаждения воздушного потока. Отверстие 30 впуска воздуха расположено в боковой стенке 31 первого горизонтального участка 12. С помощью отклоняющего устройства 27 второй отклоняющей зоны 24 воздушный поток отклоняется на 90° так, что он поступает во второй диффузор 32 второго вертикального участка 11. Второй диффузор 32 имеет увеличивающееся сверху вниз примерно прямоугольное поперечное сечение и уменьшает скорость набегающего на расположенные во втором вертикальном участке 11 нагнетатели 33.

Четыре нагнетателя 33 расположены внутри, в соответствующей зоне, в которой предусмотрены нагнетатели квадратного в поперечном сечении воздухопровода 28 по углам квадрата.

Предпочтительно, нагнетатели 33 по меньшей мере частично изготовлены из карбона. Прежде всего, предпочтительно, если такие вращающиеся детали, как лопасти нагнетателей (на фиг.1 не показано) изготовлены из карбона. Посредством этого можно создать гомогенный (по сравнению с лопастями из стали) воздушный поток и уменьшить шумовую нагрузку. Так как карбон представляет собой особо легкий материал (например, по сравнению со сталью и т.п.), то нагнетатели с вращающимися деталями из карбона имеют относительно небольшой момент инерции и поэтому особенно быстро реагируют на управление. Особо преимущественно, если нагнетатели по меньшей мере частично покрыты арамидом, прежде всего арамидным волокном. Это увеличивает срок службы нагнетателей.

Посредством нагнетателей 33 воздушный поток ускоряется и выталкивается вертикально вверх, В третьем диффузоре 34, который так же, как и второй диффузор, имеет увеличивающееся сверху вниз прямоугольное поперечное сечение, скорость потока снова уменьшается для снижения потерь на трение и уменьшения перегрева воздушного потока. Посредством отклоняющих пластин 27 третьей и четвертой отклоняющей зоны 25, 26 воздушный поток снова подается в сопло 21 и, тем самым, в камеру 15 парения.

На фиг.2 показано предпочтительное конструктивное выполнение симулятора свободного падения в поперечном сечении, при этом сечение спроецировано на проходящую вертикально плоскость. Второй горизонтальный участок 13 симулятора свободного падения предпочтительно расположен под поверхностью грунта. Первый и второй вертикальный участок 10. 11, а также первый горизонтальный участок 12 находятся, предпочтительно, над поверхностью грунта. Благодаря подобной конструкции высота симулятора свободного падения относительно поверхности грунта уменьшается.

Лица, которые хотят воспользоваться симулятором свободного падения, могут достичь камеры 15 парения через входной зал 35. В том случае, если входной зал 35 приподнят относительно поверхности грунта, то промежуток между полом входного зала 35 и поверхностью грунта может оставаться свободным или может быть засыпан. Альтернативно, входной зал 35, а также камера 15 парения также могут находиться на высоте поверхности грунта, что облегчает использование симулятора свободного падения.

На отверстии 28 выпуска воздуха расположен диффузор 37 впуска воздуха. Диффузор 37 выпуска воздуха в предложенном примере конструктивного выполнения расширяется вверх и обеспечивает то, что выходящая часть воздушного потока после своего полного выхода имеет относительно большое расстояние до симулятора свободного падения или же до наружной оболочки симулятора свободного падения. Предложенный здесь диффузор 37 выпуска воздуха имеет вертикальное поперечное сечение трапециевидной формы.

На фиг.3 показана следующая предпочтительная форма конструктивного выполнения симулятора свободного падения. Отверстие 28 выпуска воздуха здесь выполнено с возможностью изменяемого регулирования посредством сдвижной заслонки 39. Диффузор 37 выпуска воздуха на своей наружной поверхности имеет два изогнутых параллельно участка 40а, 40b. Внутрь диффузора 37 выпуска воздуха введены изогнутые направляющие пластины 41 для того, чтобы максимально ламинарно отвести выходящую из отверстия 28 выпуска воздуха часть воздушного потока от наружной оболочки симулятора свободного падения.

Вместо лишь одного отверстия впуска воздуха, как, например, на фиг.1, в форме конструктивного выполнения согласно фиг.3 предусмотрено несколько, конкретно 6 (из которых на фиг.3 видно только три), отверстий 30 впуска воздуха.

Предпочтительно, отверстия 30 впуска воздуха выполнены с возможностью закрывания посредством поворотных впускных заслонок (не показано), которые являются частью впускных запирающих устройств. Впускные заслонки выполнены с возможностью поворота, например, наружу и образуют с наружной оболочкой симулятора свободного падения острый угол, например 45°.

Фигуры с 4 по 7 показывают альтернативные выполнения симулятора свободного падения в схематическом виде.

На фиг.4 отверстие 30 впуска воздуха закрывается сдвижной заслонкой 52. Посредством смещения сдвижной заслонки 52 можно опосредовано управлять выходящей частью воздушного потока в установившемся состоянии. Отверстие 28 выпуска воздуха может закрываться посредством сдвижной заслонки 39, при этом данное смещение может производиться соответственно синхронно со смещением сдвижной заслонки 52 отверстия 30 впуска воздуха. Для этого предлагается электронное управление или же регулирование, которое является преимущественным даже при несинхронной регулировке отверстия 30 впуска воздуха или же отверстия 28 выпуска воздуха.

Синхронное или независимое друг от друга управление или же регулирование отверстия 30 впуска воздуха или же отверстия 28 выпуска воздуха может производиться с помощью центрального компьютера (не показано). Прежде всего могут быть предусмотрены измерительные устройства (которые также не показаны на фигурах), которые, например, измеряют скорость потока, температуру и/или влажность воздуха воздушного потока, чтобы можно было оптимально регулировать отверстие 30 впуска воздуха и отверстие 28 выпуска воздуха.

На фиг.5 нагнетатели 33 (на фиг.5 видны только два из нагнетателей 33) размещены во втором горизонтальном участке 13. Прежде всего, если второй горизонтальный участок 13 находится под поверхностью 2 грунта (на фиг.5 не показано), то благодаря этому существенно снижается шумовая нагрузка.

На фиг.5 удалены четыре пластины 27 первой отклоняющей зоны 23 (показано штриховкой). За счет удаления отклоняющих пластин 27 часть выходящего воздушного потока увеличивается. Соответственно добавление отклоняющих пластин 27 уменьшает часть выходящего воздушного потока. Альтернативно, к полному удалению пластин они могут быть также частично смещены, например, в перпендикулярном плоскости чертежа на фиг.5 (в горизонтальном) направлении, что соответствует частичному удалению отклоняющих пластин 27 или же увеличению части выходящего воздушного потока.

Альтернативно к форме выполнения согласно фиг.5, на фиг.6 показана особо предпочтительная форма выполнения симулятора свободного падения. Здесь отклоняющие пластины 27 в их всей совокупности выполнены с возможностью радиального смещения вовнутрь. В показанном на фиг.6 состоянии первые три отклоняющие пластины (здесь и далее считается всегда радиально изнутри наружу) расположены в нагнетательной полости 43. Четвертая отклоняющая пластина 27 закрывает отверстие 44 между нагнетательной полостью и первой отклоняющей зоной 23.

Предпочтительно, давление внутри нагнетательной полости 43 является регулируемым таким образом, что между нагнетательной полостью 43 и воздухопроводом 4 имеется минимальная разность давлений. Посредством этого минимизируется потеря давления внутри воздухопровода.

Отклоняющие пластины на фиг.6 смещены на 5-кратное расстояние между двумя лежащими рядом отклоняющими пластинами 27 относительно их исходного состояния (см. фиг.4). В целом, является предпочтительным, если отклоняющие панели 27 выполнены с возможностью соответственно кратного (включая число 1) расстоянию между двумя отклоняющими пластинами 27 смещения. Этим можно добиться того, что отверстие 44 постоянно, то есть при любом произвольном состоянии совокупности отклоняющих панелей 27, закрыто.

Совокупность отклоняющих панелей 27 смещается радиально посредством привода 42 в форме электродвигателя.

Как видно на фиг.7, часть выходящего воздушного потока также может происходить путем поворота одной или нескольких отклоняющих панелей 27.

На фиг.8 показано схематичное горизонтальное сечение альтернативной формы конструктивного выполнения камеры 15 парения с предкамерой. Горизонтальная проекция камеры 15 парения со страховочной сеткой 45 восьмиугольная. В камеру 15 парения можно попасть через вход 58 камеры парения. Через выход 59 камеры парения можно снова выйти из камеры 15 парения.

Вход 58 камеры парения, а также выход 59 камеры парения отделяют камеру 15 парения от входной зоны 55. Входная зона 55 отделена от входного зала 35 (на фиг.8 не показано) посредством воздушного шлюза 54. Воздушный шлюз 54 выполнен с возможностью воздухонепроницаемого запирания как относительно входной зоны 55, так и относительно входного зала 35 посредством запирающих устройств 56. Сбоку от камеры 15 парения дальше находится контрольная зона 57. В этой контрольной зоне 57 можно наблюдать за камерой 15 парения и одновременно контролировать управление симулятора свободного падения.

В одной конкретной усовершенствованной форме выполнения симулятор свободного падения, альтернативно или дополнительно, имеет охлаждающее устройство, которое выполнено с возможностью охлаждения охлаждающей средой, которую можно подавать к отклоняющим пластинам. В этом случае отклоняющие пластины могут быть изготовлены из алюминия или экструзионного алюминиевого профиля. Отклоняющие пластины имеют полость, через которую может протекать охлаждающая среда. Также возможно подавать охлаждающую среду через расщепляющие пластины, при этом данные расщепляющие пластины также могут быть снабжены полостью. Прежде всего, охлаждающая среда может представлять собой воду, но также возможно использование других жидкостей или также газов или также твердых тел с преимущественными теплопроводящими свойствами.

Форма выполнения с охлаждающим устройством и отклоняющими пластинами, которые имеют полость, особо хорошо пригодна для снижения шумовой нагрузки на окружающую среду и для охлаждения воздуха внутри симулятора свободного падения ниже температуры окружающей среды. Названный в последнюю очередь аспект имеет особое преимущество в жарких регионах. Снабженные полостью отклоняющие пластины берут на себя по меньшей мере две функции, а именно, с одной стороны, изменение направления воздушного потока, и, с другой стороны, охлаждение самих себя. За счет этого можно исключить дополнительный узел для передачи тепла или холода, кроме того, исключаются дополнительные потери давления, которые могли бы возникнуть из-за отдельных помещаемых в воздушный поток холодильных агрегатов.

Здесь следует указать на то, что все описанные выше детали сами по себе и в любой комбинации, прежде всего показанные на чертежах подробности, являются предметом изобретения. Отклонения от этого специалистам известны.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ:

3 Стрелка
4 Воздухопровод
10 Первый вертикальный участок
11 Второй вертикальный участок
12 Первый горизонтальный участок
13 Второй горизонтальный участок
14 Выемка
15 Камера парения
16 Нижнее отверстие
17 Верхнее отверстие
18 Нижний конец
19 Верхний конец
20 Боковая стенка
21 Сопло
22 Диффузор
23 Первая отклоняющая зона
24 Вторая отклоняющая зона
25 Третья отклоняющая зона
26 Четвертая отклоняющая зона
27 Отклоняющее устройство (отклоняющая пластина)
28 Отверстие выпуска воздуха
29 Ограничитель
30 Отверстие впуска воздуха
31 Боковая стенка
32 Второй диффузор
33 Нагнетатель
34 Третий диффузор
35 Входной зал
36 Страховочная сетка
37 Диффузор выпуска воздуха
38 Запирающее устройство
39 Сдвижная заслонка
40а, 40b Участок
41 Направляющая пластина
42 Привод
43 Нагнетательная полость
44 Отверстие
45 Страховочная сетка
52 Сдвижная заслонка
54 Воздушный шлюз
55 Входная зона
56 Запирающие устройства
57 Контрольная зона
58 Вход камеры парения
59 Выход камеры парения

1. Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, включающий в себя:
- камеру (15) парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, с нижним отверстием (16) на нижнем конце (18) и верхним отверстием (17) на верхнем конце (19),
- по существу замкнутый воздухопровод (4) по меньшей мере с одним нагнетателем (33), который соединяет нижнее отверстие (16) и верхнее отверстие (17) камеры парения,
- по меньшей мере одно отверстие (30) впуска воздуха и по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха для обмена воздуха внутри воздухопровода (4), причем отверстие (30) впуска воздуха и/или отверстие (28) выпуска воздуха размещено/размещены в верхнем участке воздухопровода,
- отклоняющие устройства (27), прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода (4) в угловых зонах и в зонах малого радиуса изгиба, при этом по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха расположено внутри отклоняющего устройства (27).

2. Симулятор свободного падения по п.1, отличающийся тем, что выходящий из отверстия (28) выпуска воздуха воздушный поток является изменяемо устанавливаемым посредством изменения площади поперечного сечения отверстия выпуска воздуха.

3. Симулятор свободного падения по п.2, отличающийся тем, что соотнесенное с отверстием (28) выпуска воздуха закрывающее устройство (38) выполнено с возможностью поворота и/или смещения для изменения выходящего воздушного потока.

4. Симулятор свободного падения по п.2 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина (27) выполнена с возможностью поворота и/или смещения для изменения выходящего воздушного потока.

5. Симулятор свободного падения по одному из п.2 или 3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина (27), предпочтительно вся совокупность отклоняющих пластин (27), выполнена с возможностью смещения в радиальном направлении.

6. Симулятор свободного падения по п.5, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина (27) выполнена соответствующей отверстию (44) воздухопровода таким образом, что отверстие (44) является открываемым или закрываемым вследствие радиального смещения по меньшей мере одной отклоняющей пластины (27).

7. Симулятор свободного падения по п.5, отличающийся тем, что множество отклоняющих пластин (27) в виде совокупности выполнено с возможностью дискретного смещения в радиальном направлении, предпочтительно на длину, которая соответствует радиальному расстоянию между двумя соседними отклоняющими пластинами (27), таким образом, что отверстие (44) как до, так и после процесса смещения является закрытым одной отклоняющей пластиной (27).

8. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что отверстие (28) выпуска воздуха включает в себя воронкообразный диффузор (37) выпуска воздуха.

9. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одно впускное устройство (42) отверстия (30) впуска воздуха для изменения входящего воздушного потока выполнено с возможностью поворота и/или смещения, прежде всего с возможностью поворота наружу.

10. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что отверстие (30) впуска воздуха пространственно отделено от отверстия (28) выпуска воздуха посредством барьера, прежде всего металлического барьера, таким образом, что выходящий из отверстия (28) выпуска воздуха воздух не всасывается снова через отверстие (30) впуска воздуха.

11. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что закрывающие устройства (38) отверстия (28, 30) для впуска и/или выпуска воздуха выполнены с возможностью электронного управления или же регулирования, при этом закрывающие устройства выполнены с возможностью, предпочтительно синхронного, согласования друг с другом.

12. Симулятор свободного падения по п.11, отличающийся тем, что предусмотрены измерительные устройства для измерения различных параметров, таких как, прежде всего, температура, скорость потока, влажность воздуха объемного потока воздуха, при этом полученные, предпочтительно от измерительных устройств, измеренные значения используются в электронном управлении или же регулировании закрывающего устройства.

13. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что предусмотрены четыре нагнетателя (33), которые размещены внутри, предпочтительно квадратного в поперечном сечении, воздухопровода (4) по углам квадрата.

14. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что нагнетатель/нагнетатели выполнен/выполнены в вертикальном участке (10, 11) воздухопровода (14).

15. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что поверхность пола камеры (15) парения выполнена в виде полигона, предпочтительно в виде от 10-ти до 14-угольника, прежде всего в виде 12-угольника.

16. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что камера (15) парения и/или поперечное сечение примыкающего к камере парения воронкообразного диффузора (22) расширяется/расширяются кверху.

17. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что камера (15) парения снизу вверх имеет постоянное поперечное сечение.

18. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что поперечное сечение камеры (15) парения и/или поперечное сечение примыкающего к камере парения воронкообразного диффузора (22) снизу вверх переходит/переходят от многоугольника высшего порядка в многоугольник низшего порядка, прежде всего от 12-угольника в 4-угольник.

19. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна страховочная сетка (45) для защиты людей внутри или для ограничения камеры (15) парения, на подвесках (49) сетки которой предусмотрены демпфирующие элементы для амортизации.

20. Симулятор свободного падения по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина выполнена с возможностью охлаждения посредством охлаждающего устройства.

21. Симулятор свободного падения по п.20, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина имеет полость, в которую предусмотрена возможность подачи охлаждающей среды, которая обеспечивается охлаждающим устройством.

22. Симулятор свободного падения по п.20 или 21, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина изготовлена из алюминия, прежде всего из экструзионного алюминиевого профиля.

23. Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, включающий в себя:
- камеру (15) парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вверх воздушного потока, с нижним отверстием (16) на нижнем конце (18) и верхним отверстием (17) на верхнем конце (19),
- по существу замкнутый воздухопровод (4) по меньшей мере с одним нагнетателем (33), который соединяет нижнее отверстие (16) и верхнее отверстие (17) камеры парения,
- отклоняющие устройства (27), прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода (4) в угловых зонах или в зонах малого радиуса изгиба, при этом по меньшей мере одна отклоняющая пластина выполнена с возможностью охлаждения посредством охлаждающего устройства, и по меньшей мере одна отклоняющая пластина изготовлена из алюминия, прежде всего из экструзионного алюминиевого профиля.

24. Симулятор свободного падения по п.23, отличающийся тем, что по меньшей мере одна отклоняющая пластина имеет полость, в которую предусмотрена возможность подачи охлаждающей среды, которая обеспечивается охлаждающим устройством.

25. Вентиляционное устройство для симулятора свободного падения по одному из пп.1-24, включающее в себя:
- по меньшей мере одно отверстие (30) впуска воздуха и по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха для обмена воздуха внутри аэродинамической трубы,
- отклоняющие устройства (27), прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри аэродинамической трубы в угловых зонах или в зонах малого радиуса искривления, при этом по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха размещено внутри отклоняющего устройства (27).

26. Симулятор свободного падения с замкнутой циркуляцией воздуха, включающий в себя:
- камеру (15) парения, в которой люди могут парить вследствие направленного вертикально вверх воздушного потока, с нижним отверстием (16) на нижнем конце (18) и верхним отверстием (17) на верхнем конце (19),
- по существу замкнутый воздухопровод (4) по меньшей мере с одним нагнетателем (33), который соединяет нижнее отверстие (16) и верхнее отверстие (17) камеры парения,
- по меньшей мере одно отверстие (30) впуска воздуха и по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха для обмена воздуха внутри воздухопровода (4),
- отклоняющие устройства (27), прежде всего отклоняющие пластины, которые изменяют направление воздушного потока внутри воздухопровода (4) в угловых зонах и в зонах малого радиуса изгиба, при этом по меньшей мере одно отверстие (28) выпуска воздуха расположено внутри отклоняющего устройства (27).
- один или несколько нагнетателей, который/которые выполнен/выполнены в вертикальном участке (10, 11) воздухопровода (14).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промышленной аэродинамики, в частности к гиперзвуковым аэродинамическим трубам (АДТ). .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть широко использовано для решения разных задач экспериментальной аэродинамики, в частности для экспериментальных диагностических измерений параметров газового потока.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики, в частности к аэродинамическим трубам (АДТ) криогенного типа. .

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для получения гиперзвукового потока газа в диапазоне чисел Маха 4-20 в лабораторных условиях.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано для получения гиперзвукового потока газа в диапазоне чисел Маха 4-20 в лабораторных условиях.

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике, в частности к определению характеристик штопора геометрически и динамически подобной свободно летающей модели летательного аппарата (ЛА) в воздушном потоке вертикальной аэродинамической трубы.

Изобретение относится к экспериментальной аэрогазодинамике, в частности к средствам для установки и перемещения моделей различных летательных аппаратов в рабочих частях аэродинамических труб с высокими значениями скоростных напоров.

Изобретение относится к области экспериментальной аэродинамики и может быть использовано при проведении испытаний в трансзвуковых аэродинамических трубах. .

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано в качестве тренажера для подготовки парашютистов и развлекательных целей. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к авиадвигателестроению, и может быть использовано для наземных испытаний и исследования характеристик пульсирующего детонационного двигателя.

Изобретение относится к устройствам для массовых развлечений. .

Изобретение относится к вертикальной аэродинамической трубе с возможностью просмотра новой конструкции и формы, которая выполняет свое назначение с максимальной безопасностью и эффективностью.

Изобретение относится к тренажерам и может быть использовано в качестве тренажера для подготовки парашютистов и развлекательных целей. .

Изобретение относится к тренажеростроению и может быть использовано для навыков десантирования с вертолета. .

Изобретение относится к технике воспроизведения свободного парения в атмосфере. .

Изобретение относится к устройствам для массовых развлечений. .

Изобретение относится к тренажерам, имитирующим эффект свободного падения. .

Изобретение относится к индустрии развлечений. Пневматическая башня свободного падения, содержащая направляющие, тележку, тормозное устройство.
Наверх