Налуу салхин хонгилын инженерчлэл: 30°–45° өнцгөөр агаарын урсгалыг төлөвлөх нь
Налуу салхин хонгил хэрхэн ажилладаг вэ: урсгалын задрал, ажлын бүсийн урт, стандарт бус өнцөг дэх эргүүлэх чиглүүлэгч ирүүд, аюулгүй байдлын системүүд болон өртгийг юу тодорхойлдог тухай.
Гучин жилийн турш доторх нислэг (индоор скайдайвинг) гэдэг нь ганц л утгатай байв: таталцлын эсрэг биеийг тогтоон барих босоо агаарын багана. Та маш гоёор унаж чадах ч хаашаа ч явж чадахгүй байлаа.
Налуу салхин хонгил үүнийг өөрчилдөг. Урсгалыг налуу болгосноор чөлөөт уналтад биеийг дэмждэг тэрхүү аэродинамикийн арга нь урагш чиглэсэн гулсалтыг давхар бий болгодог бөгөөд энэ нь вингсьют (wingsuit) нислэгийн гол зорилго юм. Энэ бол салбарын хамгийн залуу салбар бөгөөд дэлхий даяар цөөхөн хэдэн байгууламж байдаг бөгөөд инженерчлэлийн ихэнх асуултууд үнэхээр нээлттэй хэвээр байна.
Энэхүү нийтлэл нь эдгээр асуултын тухай юм.
1. Физик: нэг вектор, хоёр үүрэг
Босоо салхин хонгилд агаарын эсэргүүцэл нь жинг тэнцвэржүүлж, нисэгчийн хэвтээ хурд тэг байдаг. Урсгалыг тодорхой өнцгөөр налуу болгоход энэ нь өөр өөр ажил гүйцэтгэдэг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгт хуваагдана:
- босоо бүрэлдэхүүн хэсэг нь яг өмнөх шигээ нисэгчийн жинг өргөсөөр байх болно;
- хэвтээ бүрэлдэхүүн хэсэг нь урагш чиглэсэн нислэгийн харьцангуй салхийг хангадаг тул вингсьют нисгэгч зүгээр л унахын оронд гулсалтаа хадгалах боломжтой болно.
Шаардлагатай налуу нь дур зоргынх биш бөгөөд энэ нь вингсьютийн гулсалтын гүйцэтгэлээс хамаардаг. Ойролцоогоор 2:1-ээс 3:1 хүртэлх гулсалтын харьцаагаар нисдэг өмсгөлд нисэгч тогтвортой, байгалийн биеийн байрлалд байхын тулд тухайн харьцаатай нийцэх урсгалын налуу шаардлагатай. Энэ нь налуу хонгил бол "налуу дээрх босоо хонгил" биш гэсэн үг юм: өнцөг нь түүний үйлчилдэг төрөлтэй холбоотой дизайны параметр бөгөөд өөр өөр өмсгөл, ур чадварын түвшинд өөр өөр нөхцөл шаардагддаг тул өнцгийг тохируулах боломжтой загварууд байдаг.
Лавлагааны хувьд, дэлхийн анхны налуу байгууламж болох Бромма дахь Inclined Labs-ийн Indoor Wingsuit Stockholm нь 16,5 фут өргөн, 33 фут урттай нисэлтийн камер ажиллуулдаг бөгөөд нисэгчид ихэвчлэн 90–130 km/h хурдтайгаар нисдэг бөгөөд хурд болон налууг хоёуланг нь тохируулах боломжтой. Тэндхийн анхны доторх вингсьют нислэг 2016 оны 4-р сард бүрэн хэмжээний туршилтын камерт болсон бөгөөд уг байгууламж 2017 оны 9-р сард үйлчлүүлэгчдэд нээгдсэн.
2. Энэ нь яагаад босоо салхин хонгилоос илүү хэцүү байдаг вэ?
Ажлын бүс урт байх ёстой. Гулсалтад зөвхөн нисэгчийн дээр биш, нислэгийн замын дагуу орон зай хэрэгтэй. Энэхүү ганц шаардлага нь барилгын бүтцийг тодорхойлдог: камер нь авсаархан багана биш, харин урт налуу эзэлхүүн болж хувирдаг бөгөөд түүний метр тутамд урсгалын чанарыг хадгалах ёстой.
Хананы хил давхарга (boundary layer) нь тэрхүү уртын дагуу томордог. Урт туршилтын эзэлхүүнд хил давхарга зузаарах тусам үр дүнтэй урсгалын талбай багасч, хэрэв суваг нь призматик хэлбэртэй бол чөлөөт урсгал хурдасдаг. Оролтоос гаралт хүртэл жигд хурдтай байхын тулд ихэвчлэн ажлын бүсийн дагуух хэсгийг зориудаар хэлбэржүүлэх шаардлагатай болдог.
Булангийн чиглүүлэгч ирүүд нь урьд өмнө тооцоологдож байгаагүй өнцгөөр ажилладаг. Босоо хонгилын контурууд нь алдагдлын коэффициент нь тодорхой байдаг каскад эргүүлэх чиглүүлэгч ирүүд бүхий сайн судлагдсан 90°-ийн булангуудаас бүрддэг. Контурыг налуу болгоход булангийн өнцгүүд өөрчлөгдөж, урсгал нь каскадад өөрөөр хүрч ирдэг бөгөөд и рний хөвч, хоорондын зай, муруйлтыг хуулбарлах биш, харин дахин шийдвэрлэх шаардлагатай болдог. Үүнийг буруу хийвэл та хоёр дахин төлөөс төлнө: даралт уналт үүсч, улмаар сэнсний чадлыг үүрд илүү зарцуулах, мөн нисэгчид шууд мэдрэгдэх урсгалын жигд бус байдал үүснэ.
Аюулгүй байдлын системүүд нэгээс олон хавтгайд оршдог. Босоо хонгилд тор нь доор байрладаг бөгөөд нисэгчийн алдааны горим нь хяналттай газардалт байдаг. Налуу камерт өргөх хүчээ алдсан нисэгч налуугийн дагуу болон доошоо хөдөлдөг — тиймээс барьж авах систем, торлолт болон нэвтрэх гарцыг ажлын бүсийн хоёр төгсгөл болон түүний уртын дагуу шийдвэрлэх шаардлагатай.
Оролт болон гаралт нь зүгээр нэг хаалга биш, харин дизайны асуудал юм. Вингсьют өмсгөлтэй нисгэгчийг хөдөлж буй налуу урсгал руу оруулах, мөн буцааж гаргахдаа нисэгч бүрийн хувьд хонгилыг зогсоохгүй байх нь бүхэл бүтэн байгууламжийн арилжааны нэвтрүүлэх чадварыг тодорхойлдог.
3. Төслийг тодорхойлох шийдвэрүүд
- Тогтмол эсвэл тохируулах боломжтой налуу. Тохируулах боломжтой геометр нь зорилтот зах зээлийг өргөжүүлдэг — өөр өөр өмсгөл, анхан шатны болон мэргэжилтний нөхцөл, вингсьют биш төрлүүд — мөн механик нарийн төвөгтэй байдал, битүүмжлэлийн сорилт, өртгийг нэмэгдүүлдэг.
- Камерын хөндлөн огтлол. Нислэгийн үеийн далавчны дээд хэмжээ, нэгэн зэрэг нисэх хүмүүсийн тоог тогтоож, сэнсний чадалд шууд нөлөөлдөг.
- Хурдны хүрээ ба тогтвортой байдал. Хяналттай хүрээ нь дээд хязгаараас илүү чухал байдаг: дасгалжуулалт нь бага хурд дээр явагддаг бөгөөд хурдны өөрчлөлтүүд жигд байх ёстой.
- Контурын архитектур. Эрчим хүч болон температурын хяналтад зориулагдсан хаалттай контур нь дээр дурдсан чиглүүлэгч ирүүдийн бүх асуудлыг дагуулдаг; нээлттэй контур нь илүү энгийн боловч ийм ажиллах цагийн үед эдийн засгийн үр ашигтай байх нь ховор.
- Хөргөлт. Сэнсний энерги нь агаарт дулаан болж хувирдаг. Стратегиуд нь бусад газрынхтай ижил байдаг — уур амьсгал зөвшөөрдөг газарт идэвхгүй агааржуулалт, зөвшөөрдөггүй газарт идэвхтэй дулаан солилцоо — бөгөөд харилцан буултууд нь
-д байна.
- Дасгалжуулалтад зориулсан хэрэгслүүд. Камерын хамрах хүрээ, телеметр болон видео тойм зэрэг нь энд нэмэлт зүйл биш юм: ийм залуу төрөлд сургалтын бүтээгдэхүүн нь орлогын томоохон хэсгийг бүрдүүлдэг.
4. Энэ нь барилгад хэрхэн нөлөөлдөг вэ
Налуу салхин хонгил нь байршлын хувьд гурван архитектураас хамгийн их шаардлага тавьдаг, учир нь үүнд урт болон өндөр хоёулаа хэрэгтэй — босоо хонгилын бүтцийн гүн нь хэвтээ хонгилын талбайтай хосолдог. Үүнээс хоёр үр дагавар гарна.
Нэгдүгээрт, байршлын сонголт нь дизайнаас өмнө хийгддэг . Таазны өндөр, алгасал, суурийн даац болон боломжит цахилгаан эрчим хүч зэрэг нь аливаа аэродинамикийн ажил эхлэхээс өмнө хүрч болох камерын хэмжээг хязгаарладаг.
Хоёрдугаарт, одоо байгаа үйлдвэрлэлийн барилгууд нь бодит сонголт юм . Стокгольм дахь байгууламж нь анх 1930-1940-өөд онд цэргийн нисэхийн судалгаанд зориулан баригдсан Броммагийн бүтцэд байрладаг — энэ нь өндөр таазтай, хүнд даацын шалтай хуучин том танхимууд нь яг энэ салбарт дахин ашиглаж болох нөөц гэдгийг сануулж байна. Дахин тоноглох (retrofit) зам нь өөрийн гэсэн харилцан буултуудтай бөгөөд бид үүнийг
[Article not found: modernizing-old-wind-tunnels-retrofit-vs-new-build]-д авч үзэх болно.
5. Өртөг яг хаана төвлөрдөг вэ
Ерөнхийдөө өртгийг тодорхойлогч хүчин зүйлүүд нь том босоо салхин хонгилтой ижил байдаг — хөтлөгчийн чадал, агаарын суваг, бүтэц, аюулгүй байдлын системүүд — гэхдээ налуу тохиолдолд хоёр онцлог нэмэлт ордог: илүү урт ажлын бүс (илүү их суваг, илүү их бүтэц, жигд байлгах шаардлагатай илүү их талбай) болон одоо байгаа бүтээгдэхүүний шугамаас өвлөн авах боломжгүй чиглүүлэгч ир болон геометрийн инженерчлэл.
Энэ нь арилжааны хувьд юу гэсэн үг вэ: налуу хонгилууд нь тусгайлан тохируулсан инженерчлэлийг шаарддаг бөгөөд каталогийн сэтгэлгээгээр хандахыг үгүйсгэдэг. Стандарт хараахан гараагүй байгаа тул томруулж эсвэл жижигрүүлж болох стандарт загвар байхгүй. Энэ нь эхний өдрөөсөө л тогтмол үнэ хүсч буй худалдан авагчийн хувьд эрсдэл бөгөөд зах зээл дээрх бусад бүх үзвэр үйлчилгээнээс ялгарах байгууламжтай болохыг хүсч буй хүнд давуу тал юм.
Налуу байгууламж нь бусад архитектуруудтай харьцуулахад хаана байрлаж байгааг манай
[Article not found: horizontal-vertical-inclined-wind-tunnels-comparison]-өөс харна уу.
6. Бид үнийн санал өгөхийн өмнө юу асуудаг вэ
Концепцийг таван орц шийддэг: боломжит барилгын эзэлхүүн, зорилтот нисэгчийн профайл (анхан шатны, спорт вингсьют нисгэгчид, мэргэжлийн эсвэл цэргийн сургалт), налууг тохируулах шаардлагатай эсэх, нэгэн зэрэг нисэх хүмүүсийн тоо, мөн өдөрт нэвтрүүлэх зорилтот хүчин чадал. Бусад бүх зүйл — чадал, камерын хэмжээ, чиглүүлэгч ирний дизайн, хөргөлтийн стратеги — эдгээрээс урган гарна.
Бид налуу тохиргоог багтаасан тусгай салхин хонгилын системүүдийг төлөвлөж, үйлдвэрлэж, суурилуулж, ашиглалтад оруулдаг бөгөөд концепцоос эхлээд хүлээлгэн өгөх хүртэлх бүх хариуцлагыг нэг цэгээс хариуцдаг. Бидэнд барилга болон нисэгчийн профайлаа илгээнэ үү , бид концепцийн зураг төсөл болон чадлын тооцооллыг эргэн илгээх болно. Холбоотой унших материал:
[Article not found: inclined-wind-tunnel-building-requirements]болон
[Article not found: indoor-wingsuit-facility-economics]дээрх манай нийтлэлүүд.
Эх сурвалж болон тэмдэглэл
- Лавлагаа байгууламжийн өгөгдөл — камер 16,5 фут өргөн × 33 фут урт, ердийн нислэгийн хурд 90–130 km/h, тохируулах боломжтой хурд болон налуу, анхны доторх вингсьют нислэг 2016 оны 4-р сар, үйлчлүүлэгчдэд нээгдсэн хугацаа 2017 оны 9-р сар, анх 1930-1940-өөд онд цэргийн нисэхийн судалгаа, хөгжүүлэлтэд зориулан бари гдсан Броммагийн барилга: Indoor Wingsuit Flying Stockholm, Indoor Skydiving Source, Indoor Wingsuit Flying Just Became a Reality, Inclined Labs.
- Вингсьютийн 2:1-ээс 3:1 орчим гулсалтын харьцаа нь орчин үеийн өмсгөлүүдийн хувьд нийтлэг дурдагддаг гүйцэтгэлийн зурвас бөгөөд өмсгөл, нисгэгч болон техникээс хамаарч харилцан адилгүй байдаг; үүнийг дизайны тодорхойлолт биш, харин баримжаа болгон авч үзнэ үү.
- Инженерчлэлийн хэлэлцүүлэг (ажлын бүсийн урт, хил давхаргын өсөлт, стандарт бус булангийн өнцөг дэх чиглүүлэгч ирний шинэчилсэн дизайн, олон хавтгайт аюулгүй байдлын системүүд) нь TunnelTech-ийн инженерчлэлийн туршлага юм.
- Өмнөх дотоод нооргуудад хэвтээ бүрэлдэхүүн хэсгийг 100–160 km/h, ажлын бүсийн уртыг 8–15 m гэж дурдсан байсан. Нийтлэгдсэн лавлагаа байгууламж нь 10 m камерт 90–130 km/h хурдтайгаар ажилладаг; баталгаажсан тоо баримтыг ашиглана уу.