Հորիզոնական, ուղղահայաց և թեքված քամու թունելներ. ինչպես ընտրել ճիշտ տեսակը

Քամու թունելի յուրաքանչյուր նախագիծ սկսվում է մի հարցով, որը թվում է պարզունակ, բայց որոշում է հետագա ամեն ինչ. ո՞ր ուղղությամբ է շարժվում օդը:

Ճիշտ ընտրության դեպքում շենքը, էլեկտրամատակարարումը, չափիչ-կարգավորիչ սարքավորումները և բիզնես մոդելը համապատասխանում են մեկ հստակ ինժեներական նպատակի: Սխալվելու դեպքում դուք կստանաք մի կառույց, որը տեխնիկապես աշխատում է, բայց կոմերցիոն տեսանկյունից՝ ոչ. հետազոտական թունել, որը չի կարող ընդունել վճարող հաճախորդների, կամ թռիչքի խցիկ, որը չի կարող ապահովել հրապարակման ենթակա ճշգրիտ չափումներ:

Այսօր կիրառվող քամու թունելների երեք հիմնական տեսակները ՝ հորիզոնական, ուղղահայաց և թեքված, միևնույն արտադրանքի երեք տարբեր չափսեր չեն: Դրանք ծառայում են տարբեր ֆիզիկական նպատակների, տարբեր հաճախորդների և եկամտի տարբեր մոդելների: Ահա թե ինչպես կարելի է որոշել, թե որն է իրականում անհրաժեշտ ձեր նախագծին:

---

1. Ինչ է իրականում որոշում հոսքի ուղղվածությունը

Հոսքի ուղղվածությունը որոշում է, թե ինչ կարող եք տեղադրել դրա մեջ:

Հորիզոնական թունելում փորձարկվող օբյեկտը պահվում է տեղում հատուկ ամրակների, հենասյուների կամ ուժային կշեռքի միջոցով: Ձգողականությունն ազդում է հոսքին լայնակի, այլ ոչ թե դրան հակառակ: Թունելի խնդիրն է ապահովել մաքուր, կայուն օդահոսք ֆիքսված մոդելի վրայով և թույլ տալ, որ սարքավորումները չափեն կատարվող գործընթացները:

Ուղղահայաց թունելում (ուղղահայաց քամու թունել) օբյեկտը ոչինչ չի պահում: Օդն է այն կրում: Դիմադրությունը հավասարակշռում է քաշը, փորձարկվող օբյեկտը մարդու մարմինն է, և ամբողջ համակարգը գոյություն ունի՝ պահպանելու օդի կայուն սյունը նպատակային արագության մի քանի տոկոսի սահմաններում, մինչ մարդը շարժվում է դրա ներսում:

Թեքված թունելում հոսքը թեքված է այնպես, որ վերամբարձ ուժը և առաջընթաց շարժումը մոդելավորվում են միաժամանակ. ուղղահայաց բաղադրիչը կրում է քաշը, իսկ հորիզոնական բաղադրիչը վերարտադրում է սահքը:

Այդ մեկ ընտրությունը շղթայաբար ազդում է ամեն ինչի վրա՝ խցիկի երկրաչափություն, անվտանգության համակարգեր, օդափոխիչի հզորություն, շենքի բարձրություն, ապահովագրություն, անձնակազմ և այն, թե ինչի համար կարող եք գումար գանձել:

---

2. Հորիզոնական քամու թունելներ. հետազոտական աշխատանքային ձի

Հորիզոնական թունելը օդը տեղափոխում է գետնին զուգահեռ՝ ֆիքսված հաջորդականությամբ. հոսքի հանգստեցման խցիկ (սեթլինգ չեմբեր)՝ մեղրաբջջային ուղղիչով (հանիքոմբ) և ուղղիչ ցանցերով, սեղմման հատված (կոնտրակցիոն հատված), որն արագացնում և հարթեցնում է հոսքը, փորձարկման հատված, դիֆուզոր, որը վերականգնում է ճնշումը, և օդափոխիչ:

Գերիշխում են երկու ճարտարապետական լուծումներ: Բաց կոնտուրով (open-flow) թունելները (Էյֆել) օդը քաշում են սենյակից, մեկ անգամ մղում այն և դուրս հանում. դրանք կոմպակտ են, ավելի էժան կառուցման համար, սակայն զգայուն են սենյակում կատարվող ցանկացած փոփոխության նկատմամբ: Փակ կոնտուրով (ռեցիրкуляացիոն) թունելները (Գյոթինգեն) օդը շրջանառում են փակ համակարգով՝ օգտագործելով անկյունային ուղղորդիչ թիակներ, ինչն ապահովում է հոսքի բարձր որակ, ջերմաստիճանի վերահսկում և շահագործման ծախսերի կտրուկ նվազում: Մենք մանրամասն անդրադարձել ենք այս փոխզիջմանը

փակ կոնտուրով և բաց կոնտուրով քամու թունելներ

հոդվածում:

Հորիզոնական թունելներն ունեն կիրառման ամենալայն շրջանակը բոլոր տեսակների մեջ.

• Ավտոմոբիլային և մոտոսպորտ — աերոդինամիկ դիմադրություն, սեղմող ուժ, հովացման հոսք և աերոակուստիկա, սովորաբար ճանապարհային պայմաններին համապատասխանող մինչև 250–300 km/h արագություններով, մեքենայի տակ շարժվող գետնի հարթությամբ:
• Քաղաքացիական և կառուցվածքային ինժեներիա — սահմանային շերտի քամու թունելներ (BLWT)՝ երկար վերընթաց հատվածով և խորդուբորդության տարրերով, որոնք վերարտադրում են մթնոլորտային քամու պրոֆիլը աշտարակների, կամուրջների և մարզադաշտերի տանիքների մասշտաբային մոդելների վրա:
• Չափագիտություն և տրամաչափարկում — փոքր, ծայրահեղ ցածր տուրբուլենտությամբ թունելներ, որոնք օգտագործվում են անեմոմետրերի և հոսքի սենսորների տրամաչափարկման համար՝ համաձայն ISO 17025 և IEC 61400-12-1 ստանդարտների:
• Ավիատիեզերական և ԱԹՍ-ների մշակում — մասշտաբային մոդելներ ուժային կշեռքի վրա, կամ փոքր օդանավերի իրական չափսերով փորձարկումներ՝ աշխատող պրոպելերներով:

Այն, ինչ հաճախորդն իրականում գնում է այստեղ, չափումն է ՝ ուժեր և մոմենտներ կշեռքից, մակերևութային ճնշումներ, ակուստիկ քարտեզներ, հոսքի վիզուալիզացիա: Թունելը գործիք է, և այն գնահատվում է որպես այդպիսին՝ ըստ տուրբուլենտության ինտենսիվության, հոսքի միատեսակության, կրկնելիության և անորոշության:

---

3. Ուղղահայաց քամու թունելներ. մարդու մարմնի ազատ թռիչք

Ուղղահայաց քամու թունելն անում է այն, ինչ ոչ մի հորիզոնական թունել չի կարող. այն պահում է մարդուն կայուն ազատ թռիչքի մեջ: Օդը շարժվում է դեպի վեր թռիչքի խցիկի միջով այնպիսի արագությամբ, որը համապատասխանում է թռչողի սահմանային արագությանը՝ մոտավորապես 180–200 km/h բելլի ֆլայ (փորով թռիչք) կատարող սկսնակի համար, և զգալիորեն ավելի բարձր՝ հեդ-դաուն ֆրիսթայլի համար, իսկ պրոֆեսիոնալ մակարդակի խցիկները նախագծված են դրանից շատ ավելի մեծ պաշարով:

Ժամանակակից կոմերցիոն նախագծերը փակ կոնտուրով (ռեցիրкуляացիոն) կրկնակի օղակով համակարգեր են: Օդը դուրս է գալիս խցիկից, շրջվում է անկյունային ուղղորդիչ թիակների միջոցով, մղվում առանցքային օդափոխիչների (աքսիալ ֆան) կողմից և սեղմման հատվածի միջով վերադառնում խցիկ: Շարժիչի հզորությունը կտրուկ աճում է խցիկի տրամագծի մեծացմանը զուգահեռ. կոմպակտ մոդելներն աշխատում են մոտ 750 kW հզորությամբ օդափոխիչի հանգույցով, ստանդարտ կոմերցիոն միավորները՝ մոտ 1000 kW, պրոֆեսիոնալ միավորները՝ մինչև մոտ 1260 kW, իսկ որոշ մրցակից 14 ֆուտանոց ռեցիրկուլյատորներ սպառում են մինչև 1600 kW:

Հետևանքը, որը շատ առաջին անգամ ներդրում կատարողներ թերագնահատում են, այն է, որ շենքը թունելի մի մասն է : Փակ կոնտուրով ուղղահայաց թունելը բազմահարկ կառույց է՝ հատուկ բեռնվածքի ուղիներով, վիբրոիզոլյատորներով և ակուստիկ մշակմամբ: Կոմերցիոն ուղղահայաց թունելի համար մեր CAPEX-ի բաշխման մեջ մասնագիտացված բետոնե և կառուցվածքային շինարարական աշխատանքները կազմում են ընդհանուր ներդրման 30–35%-ը, որը սովորաբար տատանվում է $4,5M-ից մինչև $12M+ — տեսեք

ծախսերի ամբողջական բաշխումը

:

Հաճախորդների բազան ավելի լայն է, քան ենթադրում է «ինդոր սկայդայվինգ» տերմինը: Սպորտը և տուրիզմը ապահովում են կոմերցիոն մոդելը, բայց նույն խցիկում մարզվում են ռազմական ազատ անկման թիմեր, ոստիկանական ստորաբաժանումներ և փրկարարական խմբեր — կիրառման դեպք, որը մենք լուսաբանում ենք

հատուկ նախագծված ուղղահայաց թունելներ ռազմական ազատ անկման համար

հոդվածում:

---

4. Թեքված քամու թունելներ. նորագույն ճյուղը

Թեքված թունելը թեքում է հոսքը, սովորաբար 30°-ից 45° անկյան տակ: Ֆիզիկան պարզ տարրալուծում է, և այն ամբողջությամբ փոխում է փորձառությունը:

Ուղղահայաց բաղադրիչը դեռևս հավասարակշռում է թռչողի քաշը, ճիշտ այնպես, ինչպես ուղղահայաց թունելում: Հորիզոնական բաղադրիչը — մոտ 90–130 km/h ռեֆերենսային հաստատությունում — վերարտադրում է առաջընթաց սահքը: Առաջին անգամ վինգսյութի օդաչուն կարող է կայուն սահք պահպանել փակ տարածքում՝ միայն ընկնելու փոխարեն:

Ինժեներական տեսանկյունից սա երեքից ամենապահանջկոտն է: Աշխատանքային գոտին պետք է երկար լինի, քանի որ սահքի համար տարածք է պահանջվում. ռեֆերենսային հաստատությունն ունի մոտ 10 m երկարությամբ խցիկ: Անկյունային ուղղորդիչ թիակներն աշխատում են ոչ ստանդարտ անկյուններով, ուստի թիակների երկրաչափությունը չի կարող պարզապես վերցվել ուղղահայաց դիզայնից՝ առանց ճնշման կորուստը վերահաշվարկելու: Անվտանգության ցանցերը և կախովի համակարգերը պահանջվում են մեկից ավելի հարթություններում: Աշխարհում կան այս տեսակի ընդամենը մի քանի հաստատություններ, ինչն էլ հենց պատճառն է, որ նախագծման հարցերը դեռ բաց են — մենք դրանց ավելի խորն անդրադառնում ենք

թեքված թունելների ինժեներիային նվիրված հոդվածում

:

Գնորդները հանգստավայրերի և ժամանցի կենտրոնների կառուցապատողներն են, ովքեր փնտրում են իսկապես նոր ատրակցիոն, և մասնագիտացված ուսումնական կենտրոնները, որոնց անհրաժեշտ են հովանոցի և վինգսյութի հմտություններ՝ առանց ինքնաթիռի ժամեր վատնելու:

---

5. Ուղիղ համեմատություն

---

6. Հինգ հարց, որոնք որոշում են տեսակը

1. Ի՞նչ է ֆիզիկապես տեղադրվում հոսքի մեջ: Մոդել, ամբողջական օդանավի կմախք, թե՞ մարդ: Միայն սա նախագծերի մեծ մասում բացառում է երեք տարբերակներից երկուսը:

2. Ձեզ թվե՞ր են պետք, թե՞ փորձառություն: Եթե արդյունքը հաշվետվության մեջ գործակից է, ձեզ անհրաժեշտ են չափիչ-կարգավորիչ սարքավորումներ, կրկնելիություն և հորիզոնական փորձարկման հատված: Եթե արդյունքը ժպտացող մարդ է, ով դուրս է գալիս, ձեզ անհրաժեշտ է թռիչքի խցիկ:

3. Ի՞նչ է թույլ տալիս տեղանքը: Հորիզոնական թունելները երկար են, ուղղահայաց թունելները՝ բարձր, թեքված թունելները՝ երկուսն էլ: Առաստաղի բարձրությունը, հիմքի կրողունակությունը և հասանելի էլեկտրական հզորությունը սահմանափակում են ընտրությունը ավելի վաղ և ավելի խիստ, քան բյուջեն:

4. Ո՞վ է վճարում և ի՞նչ միավորի համար: Փորձարկման ժամ, թռիչքի րոպե, ուսուցման տեղ կամ հետազոտական դրամաշնորհ: Յուրաքանչյուրը ենթադրում է օգտագործման տարբեր պրոֆիլ, իսկ օգտագործումն ավելի շատ է ազդում էներգիայի ծախսերի վրա, քան տեղադրված հզորությունը:

5. Ի՞նչ պետք է չափվի: Ուժային կշեռքը, ճնշման տվիչները, PIV-ը կամ ակուստիկ զանգվածները յուրաքանչյուրն իրենց պահանջներն են դնում հատվածի երկրաչափության և հասանելիության վրա: Չափիչ-կարգավորիչ սարքավորումների հետագա վերազինումը (retrofit) խցիկում, որը երբեք նախագծված չի եղել դրա համար, սա բացահայտելու ամենաթանկ ճանապարհն է:

---

7. Ուր են իրականում գնում գումարները

Երկու որոշումներ գերիշխում են շահագործման ողջ ժամկետի ծախսերի մեջ, և դրանցից ոչ մեկը բուն թունելի տեսակը չէ:

Կոնտուրը: Փակ կոնտուրով թունելը վերօգտագործում է արդեն իսկ օղակում առկա կինետիկ էներգիան՝ սենյակի օդը դադարի վիճակից արագացնելու փոխարեն: Նույն չափի և օդի արագության դեպքում այդ տարբերությունը կազմում է էլեկտրաէներգիայի հաշվի մոտ 60–70%-ը: Մի քանի տարվա ընթացքում այն կարող է գերազանցել կառուցման գնի տարբերությունը:

Սառեցման ռազմավարությունը: Օդափոխիչի ողջ էներգիան վերածվում է ջերմության օդում, և այն պետք է ինչ-որ տեղ գնա: Մեխանիկական չիլլերները ավելացնում են մոտ 20–30% հաստատության էլեկտրաէներգիայի հաշվին, իսկ օդատարի ներսում տեղադրված ռադիատորային ջերմափոխանակիչները ստեղծում են ճնշման անկում, որը կարող է վատնել օդափոխիչի հզորության մինչև 30%-ը՝ պարզապես դիմադրությունը հաղթահարելու համար: Պասիվ օդափոխությունը, որտեղ կլիման թույլ է տալիս, ապահովում է մինչև 60% խնայողություն սառեցման վրա — ամբողջական թվաբանությունը ներկայացված է

քամու թունելի էներգասպառում

հոդվածում:

Տեղադրված հզորությունը տեխնիկական բնութագիր է: Էներգիայի արժեքը կախված է նրանից, թե ինչպես եք իրականում շահագործում հաստատությունը — ահա թե ինչու իրատեսական օգտագործման պրոֆիլը պետք է քննարկվի նախագծման առաջին, այլ ոչ թե վերջին փուլում:

---

8. Հինգ սխալ, որոնք մենք շարունակ տեսնում ենք

• Տեսակի ընտրություն ըստ բյուջեի: Բյուջեն որոշում է չափը, ոչ թե ուղղվածությունը: Սխալ տեսակի էժան թունելն ունի զրոյական մնացորդային արժեք:
• Ենթադրել, որ ուղղահայացը նշանակում է ժամանց: Մեր կառուցած ուղղահայաց թունելների ամենախիստ պահանջներից մի քանիսը նախատեսված են ռազմական և ոստիկանական մարզումների համար, ոչ թե զբոսաշրջիկների:
• Շինարարական աշխատանքների թերագնահատում: Կոմերցիոն ուղղահայաց թունելի դեպքում կառույցը և բետոնը կազմում են բյուջեի մեկ երրորդը: Շենքին որպես «սարքավորումների շուրջ պատյան» վերաբերվելը վաղ փուլում խախտում է ֆինանսական մոդելը:
• Արագության գնում, որը երբեք չի օգտագործվի: Առավելագույն արագությունը պայմանավորում է օդափոխիչի հզորությունը, տրանսֆորմատորի չափը և ցանցին միանալու արժեքը: Սահմանեք այն իրական թռիչքի կամ փորձարկման պրոֆիլից ելնելով, այլ ոչ թե մրցակցի բրոշյուրից:
• Չափիչ-կարգավորիչ սարքավորումների թողնելը մինչև շահագործման հանձնումը: Կշեռքները, տրավերսները և օպտիկական հասանելիությունը պետք է գոյություն ունենան աերոդինամիկ նախագծման մեջ, այլ ոչ թե ամրացվեն դրանից հետո:

---

9. Ընտրություն վստահությամբ

Գոյություն չունի «լավագույն» քամու թունելի տեսակ — կա տեսակ, որը համապատասխանում է ձեր հոսքի մեջ գտնվող օբյեկտին, ձեր ունեցած տեղանքին և այն եկամտին, որը մտադիր եք վաստակել: Հորիզոնական թունելները վաճառում են չափումներ: Ուղղահայաց թունելները վաճառում են թռիչք: Թեքված թունելները վաճառում են սահք, որը մինչ վերջերս գոյություն ուներ միայն դրսում:

Եթե դուք արդեն գիտեք, թե ինչ պետք է տեղադրվի օդահոսքի մեջ, տեսակը սովորաբար որոշվում է մեկ ինժեներական զրույցի ընթացքում: Եթե դուք դեռ ծանրութեթև եք անում տարբերակները, առաջ շարժվելու ամենաարագ ճանապարհը տեխնիկական բնութագրերի վերանայումն է. հասանելի տեղանք, նպատակային արագություն, աշխատանքային գոտու չափ և այն, ինչ պետք է չափվի:

Խոսեք մեր ինժեներական թիմի հետ — մենք նախագծում, արտադրում, տեղադրում և շահագործման ենք հանձնում հատուկ նախագծված քամու թունելներ բոլոր երեք ճարտարապետություններով՝ կրելով միանձնյա պատասխանատվություն հայեցակարգից մինչև հանձնում:

---

Աղբյուրներ և նշումներ

• Շարժիչի հզորության դասերը (750 kW / 1000 kW / 1260 kW, մրցակից 14 ֆուտանոց ռեցիրկուլյատորները՝ մինչև 1600 kW), CAPEX-ի միջակայքը $4,5M–$12M+ և կառուցվածքային շինարարական աշխատանքների 30–35% մասնաբաժինը TunnelTech-ի նախագծային տվյալներն են, որոնք համապատասխանում են մեր հրապարակված CAPEX-ի և էներգիայի վերաբերյալ հոդվածներին:
• Էներգիայի ցուցանիշները — 60–70% խնայողություն փակ կոնտուրի համար, 20–30% չիլլերի լրացուցիչ ծախս, մինչև 30% օդափոխիչի հզորության կորուստ օդատարի ներսում գտնվող ջերմափոխանակիչների պատճառով, մինչև 60% սառեցման խնայողություն պասիվ օդափոխությունից — վերցված են նույն ներքին տվյալների բազայից:
• Վինգսյութի հորիզոնական բաղադրիչի արագությունը (մոտ 90–130 km/h) և աշխատանքային գոտու երկարությունը (մոտ 10 m) արտացոլում են այս տեխնոլոգիայի համար հրապարակված ռեֆերենսային հաստատությունը. դիտարկեք որպես ցուցիչ ներկայիս թեքված թունելների հայեցակարգերի համար, այլ ոչ թե ֆիքսված բնութագիր, և հաստատեք կոնկրետ նախագծի հետ նախքան գնանշելը: Տեսեք մեր հոդվածը

թեքված քամու թունելի ինժեներիայի

վերաբերյալ՝ աղբյուրավորված թվերի համար:

• Ավտոմոբիլային փորձարկման 250–300 km/h արագությունները նկարագրում են ճանապարհային պայմաններին համապատասխանող սեգմենտը. մոտոսպորտի և ավիատիեզերական հաստատությունները գործում են այդ միջակայքից դուրս:
• Ուղղահայաց թունելի արագության միջակայքը 180–200 km/h բելլի ֆլայ կատարող սկսնակի համար մինչև ~320 km/h պրոֆեսիոնալ և ռազմական մակարդակի խցիկների համար (մարտական հանդերձանքով և զրահաբաճկոնով ցատկողներին անհրաժեշտ է այդ միջակայքի վերին սահմանը) համապատասխանում է ռազմական ազատ անկման մարզումների համար հատուկ նախագծված ուղղահայաց թունելների վերաբերյալ մեր հրապարակված հոդվածին: