Թեքված աերոդինամիկ թունելի ինժեներիա. Օդահոսքի նախագծում 30°–45° անկյան տակ

Երեսուն տարի շարունակ ինդոր սկայդայվինգը նշանակում էր մեկ բան՝ օդի ուղղահայաց սյուն, որը պահում է մարմինը գրավիտացիային հակառակ: Դուք կարող էիք գեղեցիկ ընկնել, բայց չէիք կարող որևէ տեղ գնալ:

Թեքված աերոդինամիկ թունելը փոխում է դա: Թեքեք հոսքը, և նույն աերոդինամիկ հնարքը, որն ապահովում է մարմնի ազատ անկումը, նաև վերարտադրում է առաջընթաց սահքը, ինչն էլ հենց վինգսյութի ողջ իմաստն է: Սա արդյունաբերության ամենաերիտասարդ ճյուղն է, ամբողջ աշխարհում կան ընդամենը մի քանի նմանատիպ համալիրներ, և ինժեներական հարցերի մեծ մասը դեռևս բաց են մնում:

Այս հոդվածը հենց այդ հարցերի մասին է:

---

1. Ֆիզիկան. մեկ վեկտոր, երկու խնդիր

Ուղղահայաց թունելում ճակատային դիմադրությունը հավասարակշռում է քաշը, և թռչողի հորիզոնական արագությունը զրո է: Թեքեք հոսքը որոշակի անկյան տակ, և այն կբաժանվի երկու բաղադրիչի, որոնք տարբեր աշխատանք են կատարում.

• ուղղահայաց բաղադրիչը դեռևս կրում է թռչողի քաշը՝ ճիշտ այնպես, ինչպես նախկինում,
• հորիզոնական բաղադրիչը ապահովում է առաջընթաց թռիչքի հարաբերական քամին, ուստի վինգսյութի օդաչուն կարող է պահպանել սահքը՝ պարզապես ընկնելու փոխարեն:

Պահանջվող թեքությունը կամայական չէ. այն բխում է վինգսյութի սահքի բնութագրերից: Մոտավորապես 2:1-ից 3:1 սահքի գործակցով թռչող համազգեստին անհրաժեշտ է այդ հարաբերակցությանը համապատասխանող հոսքի թեքություն, որպեսզի թռչողը կարողանա պահպանել կայուն, բնական մարմնի դիրք: Ինչը նշանակում է, որ թեքված թունելը պարզապես «թեքության վրա դրված ուղղահայաց թունել» չէ. անկյունը նախագծային պարամետր է, որը կապված է այն դիսցիպլինի հետ, որին այն ծառայում է, և կարգավորվող անկյունով նախագծերը գոյություն ունեն հենց այն պատճառով, որ տարբեր համազգեստներ և հմտությունների մակարդակներ պահանջում են տարբեր պայմաններ:

Որպես տեղեկանք՝ աշխարհի առաջին թեքված համալիրը՝ Inclined Labs-ի Indoor Wingsuit Stockholm-ը Բրոմմայում, շահագործում է 16,5 ֆուտ լայնությամբ և 33 ֆուտ երկարությամբ թռիչքի խցիկ, որտեղ թռչողները սովորաբար աշխատում են 90–130 km/h արագությամբ, ընդ որում՝ և՛ արագությունը, և՛ թեքությունը կարգավորելի են: Այնտեղ առաջին ներսի վինգսյութ թռիչքը տեղի է ունեցել 2016 թվականի ապրիլին՝ լիամասշտաբ նախատիպային խցիկում, իսկ համալիրը հաճախորդների համար բացվել է 2017 թվականի սեպտեմբերին:

---

2. Ինչու է այն ավելի բարդ, քան ուղղահայաց թունելը

Աշխատանքային գոտին պետք է երկար լինի: Սահքի համար տարածություն է անհրաժեշտ թռիչքի հետագծի երկայնքով, այլ ոչ միայն թռչողի վերևում: Այս միակ պահանջը թելադրում է շենքի կառուցվածքը. խցիկը դառնում է երկար թեքված ծավալ, այլ ոչ թե կոմպակտ սյուն, և դրա յուրաքանչյուր մետրը պետք է պահպանի հոսքի որակը:

Պատերի սահմանային շերտերը աճում են այդ երկարության երկայնքով: Երկար փորձարկման ծավալում արդյունավետ հոսքի մակերեսը փոքրանում է, քանի որ սահմանային շերտերը հաստանում են, իսկ ազատ հոսքն արագանում է, եթե օդատարը պրիզմայաձև է: Մուտքից մինչև ելք միատեսակ արագություն ստանալը սովորաբար նշանակում է աշխատանքային գոտու երկայնքով հատվածի միտումնավոր ձևավորում:

Անկյունային ուղղորդիչ թիակները աշխատում են այնպիսի անկյունների տակ, որոնց համար դրանք երբեք չեն հաշվարկվել: Ուղղահայաց թունելների կոնտուրները կառուցվում են լավ ուսումնասիրված 90° անկյուններից՝ կասկադային ուղղորդիչ թիակներով, որոնց կորուստների գործակիցները հայտնի են: Թեքեք կոնտուրը, և անկյունները կփոխվեն, հոսքը կհասնի կասկադին այլ կերպ, իսկ թիակի լարը, հեռավորությունը և կորությունը պետք է վերահաշվարկվեն, այլ ոչ թե պարզապես պատճենվեն: Սխալվեք, և դուք կվճարեք կրկնակի. ճնշման կորստի տեսքով, ինչը նշանակում է օդափոխիչի հավերժական հավելյալ հզորություն, և հոսքի անհամասեռության տեսքով, որը թռչողն անմիջապես կզգա:

Անվտանգության համակարգերը գոյություն ունեն մեկից ավելի հարթություններում: Ուղղահայաց թունելում ցանցը գտնվում է ներքևում, և թռչողի անհաջողության դեպքում տեղի է ունենում վերահսկվող վայրէջք: Թեքված խցիկում վերամբարձ ուժը կորցրած թռչողը շարժվում է ինչպես թեքության երկայնքով, այնպես էլ դեպի վար. ուստի որսացող համակարգերը, ցանցապատումը և մուտքի ապահովումը պետք է լուծվեն աշխատանքային գոտու երկու ծայրերում և դրա ողջ երկարությամբ:

Մուտքն ու ելքը նախագծային խնդիր են, այլ ոչ թե պարզապես դուռ: Վինգսյութ հանդերձանքով օդաչուին շարժվող թեքված հոսքի մեջ մտցնելը և այնտեղից հանելը՝ առանց յուրաքանչյուր թռչողի համար թունելը կանգնեցնելու, սահմանում է ամբողջ համալիրի կոմերցիոն թողունակությունը:

---

3. Որոշումներ, որոնք ձևավորում են նախագիծը

• Ֆիքսված կամ կարգավորվող թեքություն: Կարգավորվող երկրաչափությունն ընդլայնում է հասանելի շուկան՝ տարբեր համազգեստներ, սկսնակների և փորձագետների պայմաններ, ոչ վինգսյութային դիսցիպլիններ, սակայն ավելացնում է մեխանիկական բարդություն, հերմետիկացման մարտահրավերներ և արժեք:
• Խցիկի լայնական հատույթ: Սահմանում է թռիչքի ժամանակ թևերի առավելագույն բացվածքը, միաժամանակյա թռչողների քանակը և ուղղակիորեն ազդում է օդափոխիչի հզորության վրա:
• Արագության միջակայք և կայունություն: Վերահսկվող միջակայքն ավելի կարևոր է, քան առավելագույն ցուցանիշը. մարզումները տեղի են ունենում ցածր արագությունների տիրույթում, իսկ աստիճանական փոփոխությունները պետք է լինեն սահուն:
• Կոնտուրի ճարտարապետություն: Փակ կոնտուր՝ էներգիայի և ջերմաստիճանի վերահսկման համար, վերը նշված ուղղորդիչ թիակների հետ կապված բոլոր հարցերով. բաց կոնտուրն ավելի պարզ է և հազվադեպ է տնտեսապես շահավետ նման աշխատանքային ժամերի դեպքում:
• Սառեցում: Օդափոխիչի էներգիան վերածվում է օդի ջերմության: Ռազմավարությունները նույնն են, ինչ այլուր՝ պասիվ օդափոխություն, որտեղ կլիման թույլ է տալիս, ակտիվ ջերմափոխանակում, որտեղ թույլ չի տալիս, իսկ փոխզիջումները ներկայացված են

Քամու թունելների սառեցման համակարգերի արդիականացում էքստրեմալ կլիմայական պայմանների համար

-ում:

• Մարզումների համար նախատեսված սարքավորումներ: Տեսախցիկների ծածկույթը, հեռաչափությունը և տեսանյութերի վերանայումն այստեղ հավելումներ չեն. այսքան երիտասարդ դիսցիպլինում ուսուցման պրոդուկտը կազմում է եկամտի մեծ մասը:

---

4. Ինչ ազդեցություն է այն ունենում շենքի վրա

Թեքված թունելը տեղանքի նկատմամբ ամենապահանջկոտն է երեք ճարտարապետություններից, քանի որ այն պահանջում է և՛ երկարություն, և՛ բարձրություն՝ ուղղահայաց թունելի կառուցվածքային խորությունը համակցված հորիզոնական թունելի զբաղեցրած մակերեսի հետ: Սրանից բխում է երկու հետևանք:

Նախ, տեղանքի ընտրությունը նախորդում է նախագծմանը: Առաստաղի բարձրությունը, թռիչքը, հիմքի կրողունակությունը և հասանելի էլեկտրական հզորությունը սահմանափակում են հնարավոր խցիկի չափերը նախքան որևէ աերոդինամիկ աշխատանք սկսելը:

Երկրորդ, գոյություն ունեցող արդյունաբերական շենքերը իրական տարբերակ են: Ստոկհոլմի համալիրը տեղակայված է Բրոմմայի կառույցում, որն ի սկզբանե կառուցվել է ռազմական ավիացիայի հետազոտությունների համար 1930-1940-ական թվականներին. սա հիշեցում է, որ մեծ բարձրությամբ և ծանր հատակներով հին մեծ սրահները հենց այն ֆոնդն են, որն այս արդյունաբերությունը կարող է վերօգտագործել: Հետագա վերազինման ուղին ունի իր փոխզիջումները, որոնք մենք լուսաբանում ենք

Հին քամու թունելների արդիականացում. վերակառուցում (retrofit) ընդդեմ նորի կառուցման

-ում:

---

5. Ինչից է իրականում գոյանում արժեքը

Ընդհանուր առմամբ, ծախսերի գործոնները նույնն են, ինչ մեծ ուղղահայաց թունելի դեպքում՝ շարժիչի հզորություն, օդատարներ, կառուցվածք, անվտանգության համակարգեր՝ թեքված տարբերակին բնորոշ երկու հավելումներով. ավելի երկար աշխատանքային գոտի (ավելի շատ օդատարներ, ավելի շատ կառուցվածք, ավելի մեծ մակերես՝ միատեսակություն ապահովելու համար) և ուղղորդիչ թիակների ու երկրաչափության ինժեներիա, որը հնարավոր չէ ժառանգել գոյություն ունեցող արտադրանքի գծից:

Ինչ է դա նշանակում կոմերցիոն տեսանկյունից. թեքված թունելները խրախուսում են անհատական ինժեներիան և պատժում կատալոգային մտածելակերպը: Չկա ստանդարտ մոդել, որը կարելի է մեծացնել կամ փոքրացնել, քանի որ դեռևս չկա ստանդարտ: Դա ռիսկ է այն գնորդի համար, ով ցանկանում է ֆիքսված գին ունենալ առաջին իսկ օրը, և առավելություն նրա համար, ով ցանկանում է ունենալ համալիր, որը տարբերվում է շուկայում առկա ցանկացած այլ ատրակցիոնից:

Թե որտեղ է դիրքավորվում թեքված համալիրը այլ ճարտարապետությունների համեմատ, տե՛ս մեր

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

-ը:

---

6. Ինչ ենք մենք հարցնում նախքան գնառաջարկ ներկայացնելը

Հայեցակարգը որոշում են հինգ ելակետային տվյալներ. շենքի հասանելի ծավալը, թիրախային թռչողի պրոֆիլը (սկսնակներ, սպորտային վինգսյութի օդաչուներ, պրոֆեսիոնալ կամ ռազմական մարզումներ), արդյոք թեքությունը պետք է լինի կարգավորվող, միաժամանակյա թռչողների քանակը և օրական թիրախային թողունակությունը: Մնացած ամեն ինչ՝ հզորությունը, խցիկի չափերը, ուղղորդիչ թիակների դիզայնը, սառեցման ռազմավարությունը, բխում են դրանցից:

Մենք նախագծում, արտադրում, տեղադրում և շահագործման ենք հանձնում անհատական աերոդինամիկ թունելների համակարգեր, ներառյալ թեքված կոնֆիգուրացիաները՝ կրելով միանձնյա պատասխանատվություն հայեցակարգից մինչև հանձնում: Ուղարկեք մեզ ձեր շենքի տվյալները և թռչողի պրոֆիլը , և մենք կներկայացնենք հայեցակարգային դասավորությունը և հզորության գնահատականը: Հարակից ընթերցանություն. մեր հոդվածները

Ինչ է իրականում պահանջվում շենքից՝ թեք աերոդինամիկ թունել տեղակայելու համար

-ի և

Վինգսյութի փակ համալիրի տնտեսական ասպեկտները. ինչով է այն տարբերվում ուղղահայաց քամու թունելից

-ի վերաբերյալ:

---

Աղբյուրներ և նշումներ

• Տեղեկատվական համալիրի տվյալներ — խցիկը 16,5 ֆուտ լայնությամբ × 33 ֆուտ երկարությամբ, թռիչքի տիպիկ արագությունները՝ 90–130 km/h, կարգավորվող արագություն և թեքություն, առաջին ներսի վինգսյութ թռիչքը՝ 2016 թ. ապրիլին, հաճախորդների համար բացումը՝ 2017 թ. սեպտեմբերին, Բրոմմայի շենքը, որն ի սկզբանե կառուցվել է ռազմական ավիացիայի հետազոտությունների և մշակումների (R&D) համար 1930-1940-ական թվականներին. Indoor Wingsuit Flying Stockholm, Indoor Skydiving Source, Indoor Wingsuit Flying Just Became a Reality, Inclined Labs:
• Վինգսյութի սահքի գործակիցները մոտավորապես 2:1-ից 3:1 են, ինչը ժամանակակից համազգեստների համար սովորաբար նշվող արդյունավետության միջակայքն է և մեծապես տատանվում է՝ կախված համազգեստից, օդաչուից և տեխնիկայից. դիտարկեք որպես ցուցիչ, այլ ոչ թե որպես նախագծային բնութագիր:
• Ինժեներական քննարկումը (աշխատանքային գոտու երկարություն, սահմանային շերտի աճ, ոչ ստանդարտ անկյուններում ուղղորդիչ թիակների վերանախագծում, բազմահարթակ անվտանգության համակարգեր) հանդիսանում է TunnelTech-ի ինժեներական պրակտիկան: