Kejuruteraan Terowong Angin Condong: Mereka Bentuk Aliran Udara pada 30°–45°

Selama tiga puluh tahun, penerbangan dalaman bermaksud satu perkara: lajur udara menegak yang menahan tubuh daripada tarikan graviti. Anda boleh jatuh dengan cantik, tetapi anda tidak boleh pergi ke mana-mana.

Terowong angin condong mengubah perkara tersebut. Condongkan aliran, dan helah aerodinamik yang sama yang menyokong tubuh semasa jatuh bebas juga menghasilkan luncuran ke hadapan — yang merupakan tujuan utama wingsuit. Ia merupakan cabang industri yang paling baharu, hanya terdapat segelintir fasiliti di seluruh dunia, dan kebanyakan persoalan kejuruteraan masih terbuka sepenuhnya.

Artikel ini adalah mengenai persoalan-persoalan tersebut.

---

1. Fizik: satu vektor, dua tugas

Dalam terowong menegak, seretan mengimbangi berat dan halaju mendatar penerbang adalah sifar. Condongkan aliran pada satu sudut dan ia terurai kepada dua komponen yang melakukan kerja yang berbeza:

• komponen menegak masih menampung berat penerbang, sama seperti sebelumnya;
• komponen mendatar membekalkan angin relatif untuk penerbangan ke hadapan, supaya juruterbang wingsuit boleh mengekalkan luncuran dan bukan sekadar jatuh.

Kecondongan yang diperlukan bukanlah sebarangan — ia bergantung pada prestasi luncuran wingsuit tersebut. Sut yang terbang pada nisbah luncuran kira-kira 2:1 hingga 3:1 memerlukan kecondongan aliran yang konsisten dengan nisbah tersebut untuk membolehkan penerbang berada dalam posisi badan yang stabil dan semula jadi. Ini bermakna terowong condong bukanlah "terowong menegak di atas cerun": sudut tersebut merupakan parameter reka bentuk yang terikat dengan disiplin yang disokongnya, dan reka bentuk sudut boleh laras wujud tepat kerana sut dan tahap kemahiran yang berbeza memerlukan keadaan yang berbeza.

Sebagai rujukan, fasiliti condong pertama di dunia — Indoor Wingsuit Stockholm oleh Inclined Labs di Bromma — mengendalikan ruang penerbangan selebar 16.5 kaki dan sepanjang 33 kaki, dengan penerbang biasanya beraksi pada kelajuan 90–130 km/h, serta kelajuan dan kecondongan yang boleh dilaraskan. Penerbangan wingsuit dalaman pertama di sana berlangsung pada April 2016 dalam ruang prototaip berskala penuh, dan fasiliti tersebut dibuka kepada pelanggan pada September 2017.

---

2. Mengapa ia lebih sukar daripada terowong menegak

Zon kerja mestilah panjang. Luncuran memerlukan ruang di sepanjang laluan penerbangan, bukan hanya di atas penerbang. Keperluan tunggal ini memacu reka bentuk bangunan: ruang tersebut menjadi satu isipadu condong yang panjang dan bukannya lajur padat, dan setiap meternya perlu mengekalkan kualiti aliran.

Lapisan sempadan dinding menebal di sepanjang kepanjangan tersebut. Dalam isipadu ujian yang panjang, luas aliran berkesan mengecil apabila lapisan sempadan menebal, dan aliran bebas memecut jika saluran berbentuk prismatik. Mendapatkan kelajuan yang seragam dari pintu masuk hingga ke pintu keluar biasanya bermaksud membentuk seksyen tersebut secara sengaja di sepanjang zon kerja.

Bilah pengarah berfungsi pada sudut yang tidak pernah dijadualkan untuknya. Litar terowong menegak dibina daripada selekoh 90° yang difahami dengan baik bersama bilah pengarah lata yang pekali kehilangannya telah diketahui. Condongkan litar dan sudut selekoh akan berubah, aliran tiba di lata secara berbeza, dan perentas bilah, jarak, serta kamber semuanya perlu diselesaikan semula dan bukannya ditiru. Jika tersilap, anda akan menanggung kerugian berganda: dalam kehilangan tekanan, yang bermakna penggunaan kuasa kipas yang berterusan, dan dalam ketidakseragaman aliran yang dirasai secara langsung oleh penerbang.

Sistem keselamatan wujud dalam lebih daripada satu satah. Dalam terowong menegak, jaring keselamatan berada di bawah dan mod kegagalan penerbang adalah pendaratan terkawal. Dalam ruang condong, penerbang yang kehilangan daya angkat akan bergerak di sepanjang kecondongan serta ke bawahnya — jadi sistem tangkapan, jaring keselamatan, dan akses perlu diselesaikan di kedua-dua hujung zon kerja serta di sepanjang kepanjangannya.

Kemasukan dan keluar adalah masalah reka bentuk, bukan sekadar pintu. Memasukkan juruterbang dengan kelengkapan wingsuit ke dalam aliran condong yang bergerak, dan mengeluarkannya semula, tanpa menghentikan terowong untuk setiap penerbang, menentukan daya pemprosesan komersial bagi keseluruhan fasiliti.

---

3. Keputusan yang membentuk projek

• Kecondongan tetap atau boleh laras. Geometri boleh laras meluaskan pasaran yang boleh disasarkan — sut yang berbeza, keadaan untuk pemula dan pakar, disiplin bukan wingsuit — dan menambah kerumitan mekanikal, cabaran pengedapan, serta kos.
• Keratan rentas ruang. Menetapkan lebar sayap maksimum semasa penerbangan, bilangan penerbang serentak, dan secara langsung memacu kuasa kipas.
• Julat kelajuan dan kestabilan. Julat yang dikawal adalah lebih penting daripada angka tertinggi: bimbingan berlaku pada kelajuan rendah, dan perubahan langkah mestilah lancar.
• Seni bina litar. Litar tertutup untuk kawalan tenaga dan suhu, dengan semua persoalan bilah pengarah di atas; litar terbuka adalah lebih ringkas dan jarang ekonomik pada waktu operasi ini.
• Penyejukan. Tenaga kipas menjadi haba di udara. Strateginya adalah sama seperti di tempat lain — ventilasi pasif di mana iklim membenarkan, penukar haba aktif di mana ia tidak membenarkan — dan tolak ansurnya ada dalam

Menaik Taraf Sistem Penyejukan Terowong Angin untuk Iklim Ekstrem

.

• Instrumentasi untuk bimbingan. Liputan kamera, telemetri, dan ulasan video bukanlah ciri tambahan di sini: dalam disiplin yang masih baharu ini, produk arahan merupakan sebahagian besar daripada hasil pendapatan.

---

4. Kesannya terhadap bangunan

Terowong condong adalah yang paling mencabar untuk ditempatkan antara ketiga-tiga seni bina, kerana ia memerlukan kedua-dua kepanjangan dan ketinggian — kedalaman struktur terowong menegak digabungkan dengan jejak terowong mendatar. Dua akibat menyusul.

Pertama, pemilihan tapak mendahului reka bentuk . Ketinggian siling, rentangan, kapasiti asas, dan kuasa elektrik yang tersedia mengekang ruang yang boleh dicapai sebelum sebarang kerja aerodinamik bermula.

Kedua, bangunan perindustrian sedia ada merupakan pilihan yang nyata . Fasiliti Stockholm ditempatkan dalam struktur Bromma yang pada asalnya dibina untuk penyelidikan penerbangan tentera pada tahun 1930-an-1940-an — satu peringatan bahawa dewan lama yang besar dengan ketinggian yang luas dan lantai yang kukuh adalah tepat jenis stok yang boleh digunakan semula oleh industri ini. Laluan retrofit mempunyai tolak ansurnya yang tersendiri, yang kami bincangkan dalam

Memodenkan Terowong Angin Lama

.

---

5. Di mana kos sebenarnya terletak

Secara umumnya, pemacu kos adalah sama seperti terowong menegak yang besar — kuasa pemacu, saluran, struktur, sistem keselamatan — dengan dua penambahan khusus untuk kes condong: zon kerja yang lebih panjang (lebih banyak saluran, lebih banyak struktur, lebih banyak kawasan untuk dikekalkan seragam) dan kejuruteraan bilah pengarah serta geometri yang tidak boleh diwarisi daripada barisan produk sedia ada.

Apa maksudnya dari segi komersial: terowong condong memberi ganjaran kepada kejuruteraan tersuai dan menghukum pemikiran berasaskan katalog. Tiada model standard untuk diskalakan ke atas atau ke bawah, kerana belum ada standard lagi. Ini merupakan risiko bagi pembeli yang mahukan harga tetap pada hari pertama, dan satu kelebihan bagi mereka yang mahukan fasiliti yang berbeza daripada setiap tarikan lain di pasaran.

Untuk mengetahui kedudukan fasiliti condong berbanding seni bina lain, lihat

Terowong Angin Mendatar, Menegak dan Condong

kami.

---

6. Apa yang kami tanya sebelum memberikan sebut harga

Lima input menentukan konsep: sampul bangunan yang tersedia, profil penerbang sasaran (pemula, juruterbang wingsuit sukan, latihan profesional atau tentera), sama ada kecondongan mesti boleh laras, bilangan penerbang serentak, dan sasaran daya pemprosesan setiap hari. Segala-galanya yang lain — kuasa, dimensi ruang, reka bentuk bilah pengarah, strategi penyejukan — menyusul daripada input-input tersebut.

Kami mereka bentuk, mengilang, memasang, dan melaksanakan commissioning sistem terowong angin tersuai, termasuk konfigurasi condong, dengan tanggungjawab titik tunggal dari konsep hingga penyerahan. Hantarkan profil bangunan dan penerbang anda kepada kami dan kami akan kembali dengan susun atur konsep serta anggaran kuasa. Bacaan berkaitan: artikel kami mengenai

Apa yang Sebenarnya Diperlukan oleh Sesebuah Bangunan untuk Menempatkan Terowong Angin Condong

dan

Ekonomi Fasiliti Wingsuit Dalaman

.

---

Sumber dan nota

• Data rujukan fasiliti — ruang selebar 16.5 kaki × sepanjang 33 kaki, kelajuan penerbangan biasa 90–130 km/h, kelajuan dan kecondongan boleh laras, penerbangan wingsuit dalaman pertama April 2016, pembukaan kepada pelanggan September 2017, bangunan Bromma yang asalnya dibina untuk R&D penerbangan tentera pada tahun 1930-an-1940-an: Indoor Wingsuit Flying Stockholm, Indoor Skydiving Source, Indoor Wingsuit Flying Just Became a Reality, Inclined Labs.
• Nisbah luncuran wingsuit kira-kira 2:1 hingga 3:1 adalah jalur prestasi yang biasa disebut untuk sut moden dan berbeza-beza secara meluas bergantung pada sut, juruterbang, dan teknik; anggap ia sebagai indikatif, bukan sebagai spesifikasi reka bentuk.
• Perbincangan kejuruteraan (panjang zon kerja, pertumbuhan lapisan sempadan, reka bentuk semula bilah pengarah pada sudut selekoh bukan standard, sistem keselamatan pelbagai satah) adalah amalan kejuruteraan TunnelTech.