一种竖直风洞飞行模拟器包括飞行舱，飞行者可以在其中经历自由下落模拟。支承飞行者的气流经过管道利用连接在飞行舱上的风扇导入。具有向飞行舱开口的分段区域与飞行舱相邻。一个或两个回流空气管道被用于使空气从风扇出口流回风扇入口。在至少一个管道部分上包括相对的气窗，由此通过使外界空气强制进入模拟器内来调节温度。采用具有发散壁的多个管道部分因降低了高度而提高了系统的商业价值。在顶部上和壁后面的安装部件形成了对飞行中人的引人注目的步行观察景象。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及竖直风洞领域，更具体地说涉及用作跳伞模拟器和娱乐装置的温控回流竖直风洞。
技术介绍
风洞在现有技术中众所周知。可以根据用户的需要获得许多类型和型式的风洞。 这些风洞包括具有和不具有回流的亚音速风洞、具有和不具有回流的跨音速风洞、具有和不具有回流的竖直亚音速风洞、具有和不具有回流的超音速和特超音速风洞、以及可压缩流动风洞。大多数风洞被用于研究和测试目的。这些包括常规飞行器、直升机、降落伞以及其他空气动力装置、翼表面、控制表面、潜水艇、火箭以及其他运载工具、陆地车辆、建筑物的测试以及其他基本流动试验。水平风洞(空气在风洞的全速段基本上水平流动的风洞)被用于空气动力学研究和测试，并且由通常从事重点防御的公司、联邦政府、或者教育机构和大学所掌握。其中的一些已经被转换为或适于竖直操作(其中空气在风洞的全速段基本上竖直流动的风洞)， 但它们中的大多数或全部在那方面的作用很差。对被用于模拟自由下落的竖直风洞施加的设计限制与水平测试风洞不同。在竖直风洞/自由下落模拟器中，重要的是在风洞全速段的物体(在本申请中是飞行中的人)能够在所述段内四处移动，以经历或经历人体飞行。水平测试风洞中，在风洞中放置的物体通常是可被其他人观察或测量的静态物体。出于这一原因，水平风洞的这一最快部分被称为 “测试段”。在竖直风洞中，这一相同区域又被称为“飞行腔”。在竖直风洞中，重要的是可以在不停止气流的情况下使风洞内飞行的人旋转到飞行舱内和旋转出飞行舱。相比之下，操作过程中几乎不需要在水平风洞的测试段移动静态物体。此外，由于竖直风洞内的飞行者在飞行舱内自由四处移动，因此必须将它们的移动限定在系统的适当部分。尽管可以在飞行舱的上游端和下游端都放置安全网，但这样产生巨大的阻力，从而形成噪声并增加获得任意给定速度所需的功率。实际上，这样一对网可以消耗的功率达到操作所述风洞所需的总功率的30% -50%。在飞行舱的底端或上游端设置缆绳编织网格以作为乘坐者不飞行时的站立平台也是有益的。这种“缆绳底面”为飞行舱内的安全工作人员或指导人员提供了方便的工作平台。因此，处于以上安全和可用性原因，需要使缆绳底面/安全网可以由给定强度和直径的具有最低空气动力学阻力的缆绳制成。除了风洞之外，还有许多应用场合采用穿过空气移动的缆绳或者流过缆绳的空气，其中简单且廉价的减阻缆绳可以具有很大的益处。具有平的或翼型横截面的低阻缆绳在本领域是已知的，并且在航空工业中频繁使用。然而，这些缆绳不适用于竖直风洞的编织缆绳底面，因为难以保持所述缆绳相对于气流进行准确定位。此外，这种平的或翼型缆绳的下游端是尖的。由于落在缆绳底面/安全网上的人将降落在该下游端上，因此这种类型的缆绳用在所述应用中是不安全的。出于类似的定位、稳定性、成本或潜在损伤的原因，现有技术中的翼型缆绳不能用于需要低阻缆绳的一些其他类型的应用中。同样重要的是，需要防止乘坐者横向飞到空气柱外并且未得到支撑地向下落向底面。出于这一原因，最先进的竖直风洞被设计成使得空气柱从飞行舱的一个壁完全延伸到另一个壁。这在水平风洞中是不必要的。用于模拟自由下落的竖直风洞经常必须在噪声敏感环境例如游乐园和购物中心中进行操作。水平测试的风洞可以远离人群，在那里它们可以任意制造所需的噪声。作为娱乐装置，自由下落模拟器必须在价格上与其他娱乐设备竞争，并且经常接近频繁地被操作。这两个因素使能量效率对自由下落模拟器的成功商业运作很关键。能量效率对水平测试的风洞不太重要；在水平测试的风洞中，可以花费几小时和几天构建试验台，并随后为了采集所需数据仅运行风洞几分钟。高度是自由下落模拟器的主要限制，该自由下落模拟器直立并且经常必须定位在具有严格高度限制的高密度娱乐场所。这种情况在水平测试的风洞上不存在，该水平测试的风洞侧立并且成功地远离任何人群。最后，没有任何已知的现有技术致力于设计这些系统，以优化高密度娱乐场所中公众的可视性。为了使商业上可行的竖直风洞用于跳伞模拟，必须使得(1)移动足量空气并足够平稳地移动空气，以充分模拟一个或多个人在飞行舱内的自由下落；(2)具有足够短且足够安静以位于往往存在大量潜在用户的地方的装置；以及(3)功率消耗水平足够低以使体验价格为公众所接受。满足这些竞争要求的专利技术难题可通过本专利技术的装置来解决。在飞行舱内需要高气流速度以使一个或多个人浮动。然而，使空气高速移动穿过通风管道形成了大量的噪声和热并且需要较大功率。因此，大多现代的风洞扩大并适当地使飞行舱下游的空气变慢以降低功率消耗、噪声输出以及热产生。这样做可以降低功率超过60%，并且仅通过这种方式竖直风洞作为娱乐装置或跳伞模拟器在商业上变得可行。然而，如果使风洞的任何段上的气流扩大太快，则流动将“分离”并且变为紊流而不是层流。这将使整个系统性能变差，从而增加功率消耗并降低流动质量直到所述装置不能充分模拟真实自由下落的程度。在扩大的管道中发生流动分离的临界点在文献中得到了很好的限定，简而言之，所述扩大锥体的壁不能相互发散大于9-12度。出于这一原因，增加水平测试风洞的长度或者竖直风洞的高度往往可以提高效率。不幸的是，尽管这一点对于水平系统很容易实现，但在竖直系统中这样做会显著提高构造和操作成本，并降低可以获得政府批准建设的地点的数量。因此，将高度降至最低同时使飞行舱下游气流的扩大和减速最大化，是竖直风洞在商业上取得成功的关键。类似地，在不增加阻力和动力消耗的情况下限制风洞安全区域的乘坐者是必要的。现有技术的风洞没有这样的设计，其具有足够安静和短以建造在高密度购物和娱乐场所，同时保持足够地高效以使商业上操作可行。相关领域的上述实例以及与其相关的局限性被用于示例而不是唯一地。在阅读说明书并研究附图后，本领域技术人员将会清楚地了解到相关领域的其他局限性。
技术实现思路
本专利技术的一方面是提供一种竖直风洞娱乐装置，其具有位于多个风扇入口侧的飞行舱，所述风扇又与多个扩大的回流空气管道相连，由此将效率提高到最大，同时将娱乐装置的高度降至最小。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其具有在风扇入口侧的飞行舱以提高气流速度和质量，使飞行者具有更低的功率消耗和更高的安全性。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其具有多个更小的风扇，所述风扇以非平行的方式倾斜排列，而不是单个的维修更昂贵和难以维护的风扇。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其具有一个或多个回流空气管道以保存热量、减小能量消耗、减小噪声并可以全天候操作。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，尽管其可以具有比回流管道更大数量的风扇，但其可仅具有一个或两个回流管道。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其具有容纳在下轮廓扩散外壳内的风扇，所述扩散外壳使风扇尽可能地安装得靠近在一起，使得在无需设置增加整个系统高度或宽度的长过渡管道的情况下多个风扇可以与每个回流空气管道相连。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其具有带可调节入口 /出口门的被动换气系统，所述门通过机械方式从系统中排出受热空气并吸入更冷的外界空气，以通过风扇最小的额外功来最有效地控制风洞内的温度。本专利技术的另一方面是提供一种竖直风洞，其中可调节入口 /出口门被布置成使得它们还形成“喷口”或流动收缩段，由此在风洞的内部和外部之间形成有利的压力梯度并促进换气，从而通过风扇最本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种竖直风洞跳伞模拟器，包括：具有大体矩形构造的再循环气流风室；竖直飞行舱（１０，１５０３，１７０１，２２０２），其能够使容置在气流风室的大体矩形构造的第一竖直侧元件内的至少一个人浮动；至少一个风扇组件（３）；以及至少一个风扇组件包括多个并排布置的多个风扇（４０，４１）。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·艾伦·迈特尼，威廉·基钦，肯尼斯·W·莫特，查理·N·伊斯特莱克，迈克尔·J·帕尔默，
申请(专利权)人：斯凯旺蒂尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。