WO2007008184A1 - Soufflerie d'entrainement pour parachutistes - Google Patents

Soufflerie d'entrainement pour parachutistes Download PDF

Info

Publication number
WO2007008184A1
WO2007008184A1 PCT/UA2006/000042 UA2006000042W WO2007008184A1 WO 2007008184 A1 WO2007008184 A1 WO 2007008184A1 UA 2006000042 W UA2006000042 W UA 2006000042W WO 2007008184 A1 WO2007008184 A1 WO 2007008184A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working
working area
wind tunnel
confuser
training
Prior art date
Application number
PCT/UA2006/000042
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Victor Borisovich Petruk
Original Assignee
Victor Borisovich Petruk
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
Application filed by Victor Borisovich Petruk filed Critical Victor Borisovich Petruk
Priority to EP06769738A priority Critical patent/EP1920806A4/de
Priority to US11/988,602 priority patent/US7819664B2/en
Publication of WO2007008184A1 publication Critical patent/WO2007008184A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D23/00—Training of parachutists
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63G—MERRY-GO-ROUNDS; SWINGS; ROCKING-HORSES; CHUTES; SWITCHBACKS; SIMILAR DEVICES FOR PUBLIC AMUSEMENT
    • A63G31/00—Amusement arrangements
    • A63G2031/005—Skydiving

Definitions

  • the invention relates to wind tunnels and can be used as a simulator for training parachutists and recreational purposes.
  • Disciplines known in parachuting related to free fall can be divided into those performed at a constant fall speed (approximately 50 - 55 m / s); and performed at a variable speed of fall (approximately in the range of 45 - 70 m / s).
  • the first include group acrobatics and the initial training of paratroopers (acquiring skills for a steady fall).
  • the second includes artistic parachuting: free fly, freestyle, etc.
  • a known simulator for training paratroopers which contains a working area in the form of a diffuser, with a speed range of 45 - 70 m / s. [one].
  • the working area of the specified simulator contains two sections between which a grid can be installed. In the case of performing exercises on artistic parachuting, the net separating the sections is not installed, and parappotists can move from the lower to the upper border of the working area. In the case of group acrobatics exercises, or the initial training of paratroopers, the net is installed and the paratroopers work in the upper part of the working area, in a section where the flow velocity is approximately 50 m / s.
  • the rotation of the paratroopers is performed in such a way that one paratrooper passes under the body of another paratrooper, that is, when the rebuild is performed, the paratroopers are at different levels, but at the moment of transition they move with the same vertical speeds.
  • the paratrooper who has risen above is in a section where the flow velocity and, accordingly, the velocity head are lower, and the paratrooper who has dropped below is in a section where the flow velocity and , respectively, the pressure head is greater.
  • the top paratrooper is forced to increase the midsection of his body, and the lower paratrooper, respectively, to decrease.
  • Intensive training in a wind tunnel leads to the fact that these actions to compensate for changes in velocity head become reflex.
  • a parachute jump in a free atmosphere, a longitudinal gradient there is no speed, and the fixed reflex skills to compensate for it by increasing or decreasing the midsection of the body lead to the fact that when performing rotation with the intersection of the planes, the top paratrooper rises above the required level, and the lower paratrooper drops below the required level, which leads to the scattering of paratroopers vertical and worsening results.
  • the thickness of the boundary layer increases, and the core of constant velocities decreases.
  • the velocity profile takes on a convex shape.
  • a larger velocity head acts on the body part located closer to the flow axis, and a smaller velocity head acts on the body part located further from the flow axis.
  • This causes a torque that changes the angle of attack of the body, which leads to a deviation of the total aerodynamic force in the direction of the periphery of the flow, as a result of which there is a lateral component of the total aerodynamic force, which pushes the body to the periphery of the flow.
  • This lateral force is zero on the axis of the flow and increases with increasing distance from the axis.
  • the direction of the flow velocity vectors in the cross section of the working zone is not parallel.
  • the flow velocity vector is parallel to the gravity vector, and near the wall of the working zone between the flow velocity vector and the gravity vector there is an angle that equals half the diffuser opening angle.
  • the total aerodynamic force for a symmetrical body in the center of the working area is directed strictly upward, and at the periphery, at a certain angle, which is greater, the closer the body is to the wall of the working area. Therefore, a lateral force acts on a body that is not on the flow axis, pushing the body to the periphery of the flow. This lateral force is zero on the axis of the flow and increases with increasing distance from the axis.
  • the working area intended for performing exercises on group acrobatics and initial training of parachutists should have a minimum length of the initial section and a minimum negative speed gradient.
  • the length of such a working zone is accordingly relatively small (of the order of one caliber), and the opening angle is of the order of several degrees (0.5 - 5 °).
  • a small longitudinal velocity gradient in the working area reduces the necessary compensation for changes in the pressure head at different levels when performing rotations with the intersection of the planes.
  • the small relative length of the working zone eliminates the growth of the boundary layer of considerable thickness and allows you to maintain a core of constant speeds, close in size to the diameter of the working zone, which eliminates the first component of the lateral force.
  • the small opening angle of the working area reduces the deviation of the total aerodynamic force on the periphery of the flow, which reduces the second component of the lateral force.
  • the working area intended for performing exercises in artistic parachuting should have an appropriate speed range at the entrance and exit, and the length of the working area should be about 2 - 4 calibers, with an opening angle of 5 - 10 °.
  • the presence of a velocity gradient and lateral force in this case is less critical, and the speed range is decisive, therefore the length of the working zone and the opening angle are taken from considerations of minimizing hydraulic losses in the wind tunnel contour and technological limitations.
  • the main disadvantage of this simulator is the installation of fans on sections of the channels between the working areas and the absence of elements aligning the velocity field at the entrance to the working areas.
  • a mandatory element of the fan, which creates a pressure drop, is a sleeve, which in modern fans has a diameter from 0.4 to 0.7 of the diameter of the duct in which the fan is installed. This sleeve creates a tangled track of considerable width and length.
  • the proposed technical solution is based on the task of developing the design of a wind tunnel for training parachutists, which would contain work areas in which flow parameters are optimally adapted for training in group acrobatics and artistic types of parachuting, and would allow the simultaneous training of paratroopers in both workers areas.
  • the wind tunnel containing the channel which form a series installed and interconnected: inlet confuser, first working area, intermediate confuser, second working area; contains working areas that are made diffuser, and with a different longitudinal gradient of the flow velocity, while the working zone with a smaller longitudinal velocity gradient has a shorter length, and the working zone with a large longitudinal velocity gradient has a greater length.
  • a working zone with a large longitudinal velocity gradient contains at least one cross section perpendicular to the axis of the flow, the area of which is equal to the area of the inlet section of the working zone with a smaller longitudinal velocity gradient.
  • a working zone with a smaller longitudinal velocity gradient is installed behind the inlet confuser, and a working zone with a large longitudinal velocity gradient is installed behind the intermediate confuser.
  • a honeikomb is installed at the exit from the first working area.
  • Safety nets are installed at the entrance to the first working zone, at the entrance to the intermediate confuser and at the exit from the second working zone.
  • the cross-sectional area of the channel at the junction of the intermediate confuser and the second working zone is selected in such a way as to prevent parachutists from falling out of the second working zone into the intermediate confuser during normal operation of the drive (cross-section speed of about 80 m / s).
  • the proposed wind tunnel for training paratroopers contains sequentially installed: input confuser, input safety net, first working zone, honomycomb, intermediate safety net, intermediate confuser, second working zone, output safety net.
  • the working areas are made diffuser, and with a different longitudinal gradient of the flow velocity, while the working area with a smaller longitudinal velocity gradient has a shorter length, and the working zone with a large longitudinal velocity gradient has a greater length.
  • Distinctive features from the closest analogue include:
  • Diffuser working areas allow you to keep a paratrooper or a group of paratroopers in the working area when they (they) change the drag coefficient and midsection of their body when performing maneuvers, by self-stabilization, without outside control.
  • Various longitudinal speed gradients allow creating a stream in each working zone with the optimal characteristics for a particular type of parachuting.
  • the presence in the working area with a large longitudinal gradient of velocity of at least one section perpendicular to the axis of the stream, the area of which is equal to the area of the inlet section of the working zone with a smaller longitudinal velocity gradient, allows to maintain an equilibrium speed in both working areas and, therefore, allows parachutists work in both work areas at the same time.
  • the location of the working area with a smaller longitudinal velocity gradient in front of the working area with a large longitudinal velocity gradient allows to improve the quality stream for paratroopers who are engaged in group acrobatics (they are more sensitive to the heterogeneity of the stream). And it increases the efficiency of the intermediate confuser, which reduces the heterogeneity of the velocity field in proportion to the squeezed square (the ratio of the input section area to the output section area). Honeikomb at the exit from the first working zone reduces the scale of turbulence, swirling and bevel flow created by paratroopers working in the first working area, which improves the quality of the flow at the entrance to the second working area and allows you to work in both working areas at the same time.
  • Safety grids increase the safety of training in a wind tunnel, especially in the case of a sudden shutdown of the drive and, in addition, an intermediate safety grid, additionally performs partial alignment of the flow velocity field at the entrance to the intermediate confuser and, accordingly, at the entrance to the second working zone.
  • FIG. 1 shows a diagram of the proposed wind tunnel.
  • the design of the wind tunnel consists of: an inlet confuser 1, an inlet safety net 2, a first working zone 3, a honomycom 4, an intermediate safety net 5, an intermediate confuser 6, a second working zone 7 and an output safety net 8.
  • the wind tunnel works as follows: A fan installation (not shown in the figure) creates a pressure drop, under which the air in the pipe circuit moves from the bottom up. In the inlet confuser 1, air is accelerated and the velocity field is aligned. In the first Work zone 3 is training parachutists who are engaged in group acrobatics, or initial training. In this case, the uniformity of the flow velocity field is violated, the bodies of paratroopers create a tangled track, and their movements lead to bevels and swirling of the flow. In honeikomb 4 there is a decrease in the scale of turbulence, swirling and bevel flow. On the intermediate safety net 5, a partial alignment of the velocity field occurs.
  • the intermediate confuser 6 also accelerates and partially aligns the velocity field.
  • the second working zone 7 parachutists are trained in artistic parachuting.
  • the second working zone is a diffuser, it slows down the flow and partially restores full pressure, after which the air is either released into the atmosphere (if the wind tunnel has an open circuit), or it enters the return channel and returns to the inlet confuser 1 (in case the wind tunnel has a closed loop).
  • the paratroopers who work in the first working area are lowered to the input safety net, and the paratroopers who work in the second working area to the intermediate safety net.

Description

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТРУБА ДЛЯ ПО ДГОТОВЬСИ ПАРАШЮТИСТОВ
Изобретение относится к аэродинамическим трубам и может быть использовано в качестве тренажера для подготовки парашютистов и развлекательных целей.
Известные в парашютном спорте дисциплиньi, связанные со свободным падением молено разделить на выполняемые при постоянной скорости падения (ориентировочно 50 - 55 м/с); и выполняемые при переменной скорости падения (ориентировочно в диапазоне 45 - 70 м/с). К первым относятся групповая акробатика и начальная подготовка парашютистов (приобретение навыков устойчивого падения). Ко вторым относятся артистические виды парашютного спорта: фрифлай, фристайл и др.
Для работы парашютиста или группы парашютистов в рабочей зоне аэродинамической трубы необходимо, чтобы сила сопротивления, действующая на тело парашютиста, равнялась силе его веса. В противном случае, неравенство указанных сил приведет к перемещению парашютиста вдоль оси потока и его выходу за границы рабочей зоны, или столкновению с предохранительными сетками, вследствие ограниченности размеров рабочей зоны.
Наиболее рациональным решением, позволяющим удерживать парашютиста или группу парашютистов в рабочей зоне, есть выполнение рабочей зоны в виде диффузора, скорость на входе в который приблизительно соответствует верхней границе диапазона скоростей падения, а скорость на выходе приблизительно соответствует нижней границе диапазона скоростей падения. При этом благодаря наличию отрицательного градиента скоростей потока по оси рабочей зоны, происходит самостабилизация положения тела, то есть тело занимает в рабочей зоне уровень, на котором сила сопротивления, действующая на него, равняется его весу. Изменение миделя или коэффициента сопротивления (при изменении положения тела), приводит к переходу тела на новый равновесный уровень. Известен тренажер для подготовки парашютистов, который содержит рабочую зону в виде диффузора, с диапазоном скоростей 45 - 70 м/с. [1]. Рабочая зона указанного тренажера содержит два участка, между которыми может устанавливаться сетка. В случае выполнения упражнений по артистическим видам парашютного спорта, разделяющая участки сетка, не устанавливается, и параппотисты могут перемещаться от нижней до верхней границы рабочей зоны. В случае выполнения упражнений по групповой акробатике, или начальной подготовки парашютистов, сетка устанавливается, и парашютисты работают в верхней части рабочей зоны, в сечении, где скорость потока составляет приблизительно 50 м/с.
Главным недостатком указанного тренажера является неудовлетворительное качество потока во втором участке, что отрицательно сказывается на качестве тренировок команд по групповой акробатике и приводит к закреплению вредных рефлекторных навыков, которые отрицательно сказываются на результатах команд при выполнении прыжков с парашютом. Это связано с тремя причинами:
Во-первых, для ускорения выполнения некоторых фигур по групповой акробатике, вращение парашютистов выполняется таким образом, что один парашютист проходит под телом другого парашютиста, то есть при выполнении перестроения парашютисты находятся на разных уровнях, но в момент перехода двигаются с одинаковыми вертикальными скоростями. При выполнении такого перехода в рабочей зоне аэродинамической трубы, которая имеет продольный градиент скорости, парашютист который поднялся выше, оказывается в сечении, где скорость потока и, соответственно скоростной напор меньше, а парашютист, который опустился ниже, оказывается в сечении, где скорость потока и, соответственно скоростной напор больше. Для компенсации изменения скоростного напора верхний парашютист вынужден увеличивать мидель своего тела, а нижний парашютист, соответственно уменьшать. Интенсивные тренировки в аэродинамической трубе приводят к тому, что указанные действия по компенсации изменения скоростного напора становятся рефлекторными. При выполнении прыжка с парашютом, в свободной атмосфере, продольный градиент скорости отсутствует, а закрепленные рефлекторные навыки по его компенсации путем увеличения или уменьшения миделя тела, приводят к тому, что при выполнении вращения с пересечением плоскостей, верхний парашютист поднимается выше необходимого уровня, а нижний парашютист опускается ниже необходимого уровня, что приводит к разбрасыванию парашютистов по вертикали и ухудшению результатов.
Во-вторых, вследствие наличия начального диффузорного участка, происходит изменение профиля скоростей, увеличивается толщина пограничного слоя и уменьшается ядро постоянных скоростей. Профиль скоростей приобретает вьшуклую форму. При этом на участок тела расположенный ближе к оси потока действует больший скоростной напор, а на участок тела расположенный дальше от оси потока действует меньший скоростной напор. Это вызывает крутящий момент, изменяющий угол атаки тела, что приводит к отклонению полной аэродинамической силы в направления периферии потока, вследствие этого возникает боковая составляющая полной аэродинамической силы, которая выталкивает тело на периферию потока. Эта боковая сила равняется нулю на оси потока и увеличивается с увеличением расстояния от оси.
В-третьих, вследствие наличия утла раскрытия, направление векторов скорости потока в сечении рабочей зоны не параллельны. В центре рабочей зоны вектор скорости потока параллелен вектору силы тяжести, а возле стенки рабочей зоны между вектором скорости потока и вектором силы тяжести есть угол, который равняется половине угла раскрытия диффузора. Соответственно, полная аэродинамическая сила, для симметричного тела, в центре рабочей зоны направлена строго вверх, а на периферии, под некоторым углом, который тем больше, чем ближе тело к стенке рабочей зоны. Поэтому, на тело, которое находится не на оси потока, действует боковая сила, выталкивающая тело на периферию потока. Эта боковая сила равняется нулю на оси потока и увеличивается с увеличением расстояния от оси.
В результате сложения указанных выше боковых сил, возникает эффект работы на сферической поверхности, когда тело постоянное стремится "съехать" к стенке рабочей зоны. Для компенсации указанного эффекта парашютисты предоставляют своему телу наклон в направления оси рабочей зоны. Интенсивные тренировки в аэродинамической трубе приводят к тому, что указанные действия по компенсации боковой силы становятся рефлекторными. При выполнении прыжка с парашютом, в свободной атмосфере, боковая сила отсутствует, а закрепленные рефлекторные навыки по ее компенсации путем наклона тела в направления центра группы приводят, к тому, что команда работает слишком плотно, «cбивaeтcя в кyчy», что отрицательно сказывается на ее результатах.
Еще одним недостатком указанного тренажера являются избыточные гидравлические потери при работе в верхнем участке рабочей зоны, так как нижний диффузорный участок, который не используется в данном случае, нижняя предохранительная сетка и хонейкомб, установленные в наиболее узком сечении канала являются основными источниками гидравлических потерь.
Указанные недостатки могут быть устранены путем создания тренажера для подготовки парашютистов, который содержит две рабочих зоны, каждая из которых адаптирована для наиболее эффективной подготовки по конкретному виду парашютного спорта.
Рабочая зона, предназначенная для выполнения упражнений по групповой акробатике и начальной подготовки парашютистов должна иметь минимальную длину начального участка и минимальный отрицательный градиент скорости. Длина такой рабочей зоны, соответственно относительно мала (порядка одного калибра), а угол раскрытия - порядка нескольких градусов (0,5 - 5°). Малый продольный градиент скорости в рабочей зоне уменьшает необходимую компенсацию изменения скоростного напора на разных уровнях при выполнении вращений с пересечением плоскостей. Малая относительная длина рабочей зоны исключает нарастание пограничного слоя значительной толщины и позволяет сохранить ядро постоянных скоростей, по размерам близкое к диаметру рабочей зоны, что исключает первую составляющую боковой силы. Малый угол раскрытия рабочей зоны уменьшает отклонение полной аэродинамической силы на периферии потока, что уменьшает вторую составляющую боковой силы.
Рабочая зона, предназначенная для выполнения упражнений по артистическим видам парашютного спорта должна иметь соответствующий диапазон скоростей на входе и выходе, а длина рабочей зоны должна составлять порядка 2 - 4 калибров, при угле раскрытия 5 - 10 °. Наличие градиента скоростей и боковой силы в данном случае менее критичны, а решающим является диапазон скоростей, поэтому длина рабочей зоны и угол раскрытия принимаются из соображений минимизации гидравлических потерь в контуре аэродинамической трубы и технологических ограничений.
Указанные рабочие зоны могут быть установлены в контуре тренажера параллельно, последовательно, или быть сменными. Наиболее эффективной является последовательная установка рабочих зон.
Известен тренажер для парашютистов с несколькими рабочими зонами, установленными последовательно на одной оси [2].
Основным недостатком указанного тренажера есть установка вентиляторов на участках каналов между рабочими зонами и отсутствие элементов, выравнивающих поле скоростей, на входе в рабочие зоны. Обязательным элементом вентилятора, который создает перепад давления, является втулка, которая в современных вентиляторах имеет диаметр от 0,4 до 0,7 диаметра канала, в котором установлен вентилятор. Эта втулка создает спутный след значительной ширины и протяженности. Наличие спутного следа от втулки вентилятора в рабочей зоне сделает полноценную тренировку в ней невозможной, так как попадание парашютиста в спутный след, где скоростной напор меньше чем в основном потоке приведет к падению парашютиста на предохранительную сетку, а перемещаться в рабочей зоне, не попадая в спутный след практически невозможно, так как он занимает значительную часть диаметра рабочей зоны. Кроме того, втулки вентиляторов, расположенных в сечениях близких по площади к сечениям рабочих зон, с учетом поджатая потока на втулке, окажутся источниками значительных гидравлических потерь.
Указанные недостатки могут быть устранены путем создания аэродинамической трубы, проточная часть которой не содержит элементов, ухудшающих равномерность поля скоростей, приводящих к местным отрывам потока и создающих значительные гидравлические потери.
Наиболее близкой по технической сути к предлагаемому техническому решению является аэродинамическая труба, предназначенная для аэродинамических исследований [3 cтp.177], содержащая канал, который образуют последовательно установленные и соединенные между собой: входной конфузор, первая рабочая зона, промежуточный конфузор, вторая рабочая зона.
Основным недостатком указанной аэродинамической трубы является невозможность одновременной работы в обеих рабочих зонах (отсутствуют элементы, исключающие попадание во вторую рабочую зону спутного следа от моделей установленных в первой рабочей зоне), поэтому исследования проводятся в рабочих зонах поочередно. При этом, при работе в одной рабочей зоне, поток также проходит через другую рабочую зону, которая не используется, создавая дополнительные паразитные потери, в особенности в случае работы в первой рабочей зоне, так как дополнительное поджатие в промежуточном конфузоре, с последующим торможением в диффузоре за второй рабочей зоной, существенно увеличивает общие гидравлические потери в контуре.
Недостатками указанной аэродинамической трубы, относительно подготовки спортсменов парашютистов есть отсутствие градиента скоростей в рабочих зонах (скорость в ядре постоянных скоростей одинаковая в любом пересечении рабочей зоны). А также невозможность одновременной работы парашютистов в первой и второй рабочих зонах, вследствие существенно различных скоростей. Так, если в первой рабочей зоне будет установлена равновесная скорость, то во второй рабочей зоне скорость будет больше равновесной, поэтому парашютисты будут вытолкнуты избыточным скоростным напором в диффузор, или будут прижаты к верхней ограничительной сетке (если будет предусмотрена ее установка). Если равновесная скорость будет установлена во второй рабочей зоне, в первой рабочей зоне скорость будет меньше равновесной, поэтому парашютисты провалятся во входной конфузор, или упадут на нижнюю ограничительную сетку (если будет предусмотрена ее установка).
В основу предлагаемого технического решения поставленная задача по разработке конструкции аэродинамической трубы для подготовки парашютистов, которая содержала бы рабочие зоны, в которых реализуются параметры потока, оптимально адаптированные для подготовки по групповой акробатике и артистичным видам парашютного спорта, и допускала бы одновременную подготовку парашютистов в обеих рабочих зонах.
Поставленная задача решается путем того, что аэродинамическая труба, содержащая канал, который образуют последовательно установленные и соединенные между собой: входной конфузор, первая рабочая зона, промежуточный конфузор, вторая рабочая зона; содержит рабочие зоны, которые выполнены диффузорными, причем с различным продольным градиентом скорости потока, при этом рабочая зона с меньшим продольным градиентом скорости имеет меньшую длину, а рабочая зона с большим продольным градиентом скорости имеет большую длину. Рабочая зона с большим продольным градиентом скорости содержит, по меньшей мере, одно сечение, перпендикулярное оси потока, площадь которого равна площади входного сечения рабочей зоны с меньшим продольным градиентом скорости. Рабочая зона с меньшим продольным градиентом скорости установлена за входным конфузором, а рабочая зона с большим продольным градиентом скорости установленная за промежуточным конфузором. На выходе из первой рабочей зоны установлен хонейкомб. На входе в первую рабочую зону, на входе в промежуточный конфузор и на выходе из второй рабочей зоны установлены предохранительные сетки. Площадь сечения канала в месте соединения промежуточного конфузора и второй рабочей зоны подобрана таким образом, чтобы исключить проваливание парашютистов из второй рабочей зоны в промежуточный конфузор при нормальной работе привода (скорость в сечении около 80 м/с).
Таким образом, предлагаемая аэродинамическая труба для подготовки парашютистов содержит последовательно установленные: входной конфузор, входную предохранительную сетку, первую рабочую зону, хонейкомб, промежуточную предохранительную сетку, промежуточньш конфузор, вторую рабочую зону, выходную предохранительную сетку. Рабочие зоны, выполнены диффузорными, причем с различным продольным градиентом скорости потока, при этом рабочая зона с меньшим продольным градиентом скорости имеет меньшую длину, а рабочая зона с большим продольным градиентом скорости имеет большую длину.
К отличительным от ближайшего аналога признакам относятся:
- применение рабочих зон, выполненных диффузорными, причем с различным продольным градиентом скорости потока;
- наличие в рабочей зоне с большим продольным градиентом скорости, по меньшей мере, одного сечения, перпендикулярного оси потока, площадь которого равна площади входного сечения рабочей зоны с меньшим продольным градиентом скоростей;
- применение хонейкомба на выходе из первой рабочей зоны;
- применение предохранительных сеток.
Диффузорные рабочие зоны позволяют удерживать парашютиста или группу парашютистов в рабочей зоне при изменении им (ими) коэффициента сопротивления и миделя своего тела при выполнении маневров, путем самостабилизации, без постороннего управления. Различные продольные градиенты скорости позволяют создать в каждой рабочей зоне поток с характеристиками оптимальными для конкретного вида парашютного спорта. Наличие в рабочей зоне с большим продольным градиентом скорости, по меньшей мере, одного сечения, перпендикулярного оси потока, площадь которого равняется площади входного сечения рабочей зоны с меньшим продольным градиентом скорости, позволяет одновременно в обеих рабочих зонах поддерживать равновесную скорость и, соответственно, позволяет парашютистам работать в обеих рабочих зонах одновременно. Расположение рабочей зоны с меньшим продольным градиентом скорости впереди рабочей зоны с большим продольным градиентом скорости позволяет улучшить качество потока для парашютистов, которые занимаются групповой акробатикой, (они являются более чувствительными к неоднородности потока). И повышает эффективность промежуточного конфузора, что уменьшает неоднородность поля скоростей пропорционально квадрату поджатая (отношение площади входного сечения к площади выходного сечения). Хонейкомб на выходе из первой рабочей зоны уменьшает масштаб турбулентности, закручивание и скос потока, которые создаются парашютистами, работающими в первой рабочей зоне, что улучшает качество потока на входе во вторую рабочую зону и позволяет работать в обеих рабочих зонах одновременно. Предохранительные сетки повышают безопасность тренировок в аэродинамической трубе, в особенности в случае внезапного отключения привода и, кроме того, промежуточная предохранительная сетка, дополнительно выполняет частичное выравнивание поля скоростей потока на входе в промежуточный конфузор и, соответственно на входе во вторую рабочую зону.
Соединение указанных известных и неизвестных признаков обеспечивает возможность одновременной подготовки парашютистов по групповой акробатике и артистическим видам парашютного спорта в оптимально адаптированных для конкретного вида подготовки условиях, что позволяет улучшить качество тренировок и существенным образом увеличить экономическую эффективность аэродинамической трубы.
Суть изобретения поясняется графически, где на Фиг. 1 изображена схема предлагаемой аэродинамической трубы.
Конструкция аэродинамической трубы состоит из: входного конфузора 1, входной предохранительной сетки 2, первой рабочей зоны 3, хонейкомба 4, промежуточной предохранительной сетки 5, промежуточного конфузора 6, второй рабочей зоны 7 и выходной предохранительной сетки 8.
Аэродинамическая труба работает следующим образом: Вентиляторная установка (на рисунке не показана), создает перепад давления, под действием которого воздух в контуре трубы движется снизу вверх. Во входном конфузоре 1 происходит ускорение воздуха и выравнивание поля скоростей. В первой рабочей зоне 3 происходит подготовка парашютистов, которые занимаются групповой акробатикой, или первоначальной подготовкой. При этом нарушается равномерность поля скоростей потока, тела парашютистов создают спутный след, а их перемещения приводят к скосам и закручиванию потока. В хонейкомбе 4 происходит уменьшение масштаба турбулентности, закручивания и скоса потока. На промежуточной предохранительной сетке 5 происходит частичное выравнивание поля скоростей. В промежуточном конфузоре 6 также происходит ускорение и частичное выравнивание поля скоростей. Кроме того, на отрезке между рабочими сечениями первой и второй рабочих зон происходит естественное выравнивание поля скоростей за счет вязкости воздуха и турбулентного обмена. Во второй рабочей зоне 7 происходит подготовка парашютистов, которые занимаются артистическими видами парашютного спорта. Кроме того, поскольку вторая рабочая зона является диффузором, в ней происходит торможение потока и частичное восстановление полного давления, после чего воздух либо выбрасывается в атмосферу (в случае если аэродинамическая труба имеет открытый контур), либо поступает в обратный канал и возвращается во входной конфузор 1 (в случае, если аэродинамическая труба имеет замкнутый контур). В случае внезапного отключения привода парашютисты, которые работают в первой рабочей зоне, опускаются на входную предохранительную сетку, а парашютисты, которые работают во второй рабочей зоне на промежуточную предохранительную сетку.
Источники информации:
1. Патент Франции FR 2 843 940 - Al, МПК B64D23/00 2002 г.
2. Патент Японии JP 2 152486, МПК A63G31/00, B64D23/00, G09B9/00 1990 г.
3. Труды Центрального аэрогидродинамического института Выпуск 2059 Исследования элементов экспериментальных аэродинамических установок M., ЦАГИ, 1980 г., с 177.

Claims

Формула изобретения
1. Аэродинамическая труба для подготовки парашютистов, содержащая канал, который образуют последовательно установленные и соединенные между собой: входной конфузор, первая рабочая зона, промежуточный конфузор, вторая рабочая зона, отличающаяся тем, что рабочие зоны выполнены диффузорными, причем с различным продольным градиентом скорости потока, при этом рабочая зона с меньшим продольным градиентом скорости имеет меньшую длину, а рабочая зона с большим продольным градиентом скорости имеет большую длину, причем рабочая зона с большим продольным градиентом скорости содержит, по меньшей мере, одно сечение, перпендикулярное оси потока, площадь которого равна площади входного сечения рабочей зоны с меньшим продольным градиентом скорости, кроме того, внутри канала установлены предохранительные сетки.
2. Аэродинамическая труба по п. 1, отличающаяся тем, что рабочая зона с меньшим продольным градиентом скорости установленная за входным конфузором, а рабочая зона с большим продольным градиентом скорости установленная за промежуточным конфузором.
3. Аэродинамическая труба по п. 1, которая отличается тем, что на выходе из первой рабочей зоны дополнительно установлен хонейкомб.
4. Аэродинамическая труба по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что предохранительная сетка установлена на входе в первую рабочую зону.
5. Аэродинамическая труба по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что предохранительная сетка установлена на входе в промежуточный конфузор.
6. Аэродинамическая труба по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что предохранительная сетка установлена на выходе из второй рабочей зоны.
PCT/UA2006/000042 2005-07-12 2006-06-29 Soufflerie d'entrainement pour parachutistes WO2007008184A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06769738A EP1920806A4 (de) 2005-07-12 2006-06-29 Windtunnel zum trainieren von sportfallschirmspringern
US11/988,602 US7819664B2 (en) 2005-07-12 2006-06-29 Wind tunnel for training parachutists

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200506866A UA78420C2 (en) 2005-07-12 2005-07-12 Aerodynamic tunnel for training parachutists
UAA200506866 2005-07-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007008184A1 true WO2007008184A1 (fr) 2007-01-18

Family

ID=37637434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2006/000042 WO2007008184A1 (fr) 2005-07-12 2006-06-29 Soufflerie d'entrainement pour parachutistes

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7819664B2 (ru)
EP (1) EP1920806A4 (ru)
RU (1) RU2389528C2 (ru)
UA (1) UA78420C2 (ru)
WO (1) WO2007008184A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011084114A2 (en) 2010-01-06 2011-07-14 Stm Savunma Teknolojileri Muh. Tic. A.S. Flow based resonance absorber cabin at surface openings
WO2018178739A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 Aerodium Technologies, Sia An open vertical wind tunnel
CN110031182A (zh) * 2019-05-21 2019-07-19 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种产生速度梯度流场的装置及方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478526C1 (ru) * 2011-08-10 2013-04-10 Николай Николаевич Петухов Устройство для безопасного спуска с высотных объектов
US9191071B2 (en) * 2012-01-05 2015-11-17 Alpha Networks Inc. Broadband power line network device and ethernet signal coupling device thereof
US9045232B1 (en) * 2013-03-14 2015-06-02 Timothy A. Burke Transportable system for simulating free fall in air
US9682326B2 (en) * 2014-11-24 2017-06-20 Elizabeth Wales Burroughs Human flying apparatus
SE541001C2 (en) 2016-02-15 2019-02-26 Inclined Labs AB Wind tunnel for human flight
US10782524B2 (en) * 2017-06-09 2020-09-22 Mark Haley Skydiving tracker: an integrated system for flight data collection and virtual reality simulators for improving skydiving safety
US10537816B2 (en) * 2017-06-30 2020-01-21 Antonio Arias, IV Body flight simulator
CN109011605B (zh) * 2018-08-29 2020-06-19 南京溧水高新创业投资管理有限公司 一种娱乐风洞安全防护墙
AU2019378252B2 (en) 2018-11-16 2023-02-02 Skyventure International (Uk) Ltd. Recirculating vertical wind tunnel
CN110787463B (zh) * 2019-11-16 2020-12-11 临沂文衡信息技术有限公司 一种风洞安全多功能游乐球装置
US11891182B2 (en) * 2023-01-23 2024-02-06 Flight-1 Technologies, LLC Multi-axis parachute and skydiving simulator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02152486A (ja) * 1988-12-06 1990-06-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空中遊泳模擬体験装置
US5753811A (en) * 1994-07-19 1998-05-19 Inversiones Bernoulli C.A. Aerodynamic tunnel particularly suited for entertainment purposes
RU2203718C1 (ru) * 2002-04-02 2003-05-10 Салов Дмитрий Александрович Стенд для тренировки парашютистов
FR2843940A1 (fr) * 2002-09-04 2004-03-05 Immonel Simulateur de vol en chute libre.

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3484953A (en) * 1967-05-15 1969-12-23 Ray H Norheim Jr Apparatus for simulating free fall through air
EP0092557A1 (en) * 1981-10-20 1983-11-02 S.M. RESEARCH & DEVELOPMENT LIMITED Skydiving simulator
US5593352A (en) * 1994-02-28 1997-01-14 Methfessel; Harley A. J. Mobile ground level skydiving apparatus
US5655909A (en) * 1995-03-06 1997-08-12 Kitchen; William J. Skydiving trainer windtunnel
US6000942A (en) * 1996-09-17 1999-12-14 Systems Technology, Inc. Parachute flight training simulator
FR2766790B1 (fr) * 1997-07-31 1999-10-08 Abb Solyvent Ventec Installation de vol libre pour la production artificielle d'un vent de sustentation
US6083110A (en) * 1998-09-23 2000-07-04 Sky Venture, Inc. Vertical wind tunnel training device
US6813595B2 (en) * 1999-12-27 2004-11-02 Allen G. Edgar Portable flight simulator
US6805558B1 (en) * 2000-11-20 2004-10-19 David Carl Free fall and game simulator
KR100402933B1 (ko) * 2001-03-22 2003-10-22 이성태 고공강하 모의 훈련장치 및 그를 이용한 고공강하 훈련방법
US7153163B2 (en) * 2002-07-16 2006-12-26 Tyco Electronics Corporation Modular jack for ethernet applications

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02152486A (ja) * 1988-12-06 1990-06-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 空中遊泳模擬体験装置
US5753811A (en) * 1994-07-19 1998-05-19 Inversiones Bernoulli C.A. Aerodynamic tunnel particularly suited for entertainment purposes
RU2203718C1 (ru) * 2002-04-02 2003-05-10 Салов Дмитрий Александрович Стенд для тренировки парашютистов
FR2843940A1 (fr) * 2002-09-04 2004-03-05 Immonel Simulateur de vol en chute libre.

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1920806A4 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011084114A2 (en) 2010-01-06 2011-07-14 Stm Savunma Teknolojileri Muh. Tic. A.S. Flow based resonance absorber cabin at surface openings
WO2018178739A1 (en) * 2017-03-27 2018-10-04 Aerodium Technologies, Sia An open vertical wind tunnel
CN110031182A (zh) * 2019-05-21 2019-07-19 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种产生速度梯度流场的装置及方法
CN110031182B (zh) * 2019-05-21 2021-03-16 中国汽车工程研究院股份有限公司 一种产生速度梯度流场的装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
UA78420C2 (en) 2007-03-15
RU2389528C2 (ru) 2010-05-20
US7819664B2 (en) 2010-10-26
US20100137069A1 (en) 2010-06-03
EP1920806A1 (de) 2008-05-14
RU2008105848A (ru) 2010-02-20
EP1920806A4 (de) 2010-06-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2389528C2 (ru) Аэродинамическая труба для подготовки парашютистов
CN108780021B (zh) 用于人类飞行的风洞
Ivan A ring-vortex downburst model for flight simulations
JP5864450B2 (ja) 循環式垂直風洞スカイダイビングシミュレータ
US6336771B1 (en) Rotatable wave-forming apparatus
US7156744B2 (en) Recirculating vertical wind tunnel skydiving simulator
US6083110A (en) Vertical wind tunnel training device
NZ568424A (en) Closed circuit wind tunnel with inclined section
Obata et al. Flow visualization study of the aerodynamics of modeled dragonfly wings
Thompson et al. Aerodynamics of speed skiers
WO2021133198A1 (ru) Аэродинамическая труба замкнутого рециркуляционного типа
USRE43028E1 (en) Vertical wind tunnel training device
Hewitt Bernoulli's principle
Bai et al. Experimental-based study of the aerodynamics of super-high-speed elevators
Müller The physics of ski jumping
Müller Performance factors in ski jumping
Anderson et al. How airplanes fly: A physical description of lift
JP2017024469A (ja) 高揚力に関する飛しょう体翼の前縁構造
RU162175U1 (ru) Аэродинамическая труба для подготовки парашютистов
RU2297364C1 (ru) Устройство для улучшения характеристик сваливания и штопора самолета (варианты)
CN114563154B (zh) 一种确定直升机涡环状态边界的试验方法及系统
Manor et al. Static and dynamic water tunnel tests of slender wings and wing-bodyconfigurations at extreme angles of attack
RU2435624C1 (ru) Устройство воспроизведения свободного парения в воздухе
Andrews Ride like the wind
Kiceniuk Calculations on soaring sink

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11988602

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006769738

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2008105848

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A