[发明专利]再循环竖直风洞

说明书

一种再循环竖直风洞，用于室内跳伞并具有至少一个再循环气流气室。气流气室包括容纳飞行舱的第一竖直构件、顶部水平构件、第二竖直构件以及底部水平构件。底部水平构件具有第一部段和第二部段。拐角部段将底部水平构件的第二部段与第一竖直构件相连接。底部水平构件的第二部段使途经底部水平构件的气流在第一部段和第二部段到拐角部段的出口之间收缩。拐角部段进一步使朝向第一竖直构件离开底部水平构件的第二部段的气流收缩。

技术领域

本公开涉及再循环竖直风洞，尤其涉及用于室内跳伞的风洞。

背景技术

这些风洞在安全且受控的室内环境中再现室外跳伞的体验。然而，再循环竖直风洞的建造和操作通常较昂贵，再循环竖直风洞需要大量空间以在可接受的噪声和能量消耗水平内产生足够强大而使一人或多人悬浮的气流，同时还维持恒定的气流质量。通常期望的是，经过飞行舱的气流基本上均匀、紊流少。沿着气流方向移动，再循环竖直风洞通常包括飞行舱、位于飞行舱上方的扩散器、第一拐角或转弯部、上水平气室、第二拐角或转弯部、竖直返回气室、第三拐角或转弯部、下水平气室、第四拐角或转弯部以及位于飞行舱下方的入口收缩部，入口收缩部还被称为收缩管道或喷嘴。风洞设计成具有单个流动路径回路或多个流动路径回路，在多个流动路径回路的情况下，不同的气流路径通常在飞行舱的下游(即在第一拐角处或接近第一拐角处)分岔，然后在飞行舱的上游(即在第四拐角处或接近第四拐角处)再次汇聚。

一些再循环竖直风洞设施将风洞结构的底部部分(例如底部拐角、下水平气室、入口收缩部、竖直返回气室的下部)安装在地下，使得飞行舱位于地平面或接近地平面处。按照这种方式，可增加风洞的结构完整性，同时还避免了需要将飞行舱布置在设施的上面那一层上，这种布置可减小商业可见性/可达性并增加相关的建造成本。该设计方法还可允许设施符合当地建筑高度限制。此外，将流动路径回路的至少一部分布置在地下，可有助于吸收来自风洞的热和噪声。然而，由于许多再循环竖直风洞设计的尺寸要求，导致如果飞行舱将位于地平面或接近地平面处，则通常需要大量的地下挖掘，以放置必需的地基。例如，在一些设计中，飞行舱的基部和下水平气室的基部之间的高度可约为25英尺(7.6m)或更大。建造成本和工程时间表通常将随着挖掘的长度和宽度线性地增加，但是随着挖掘的深度成指数地增加。根据当地土壤组成和水分含量，可进一步放大成本和时间需求。技术挑战也随着挖掘深度的增加而出现，包括要考虑如下风险升高：在更深的位置处由周围地带施加的侧压力更高而导致崩塌和水入渗。此外，由于在一些地方的基岩浅，导致可能难以实现期望深度或者实现期望深度的成本过高。在放置结构基础时，传统方法通常使用灌注水泥以形成风洞的底部部分，而降低建造成本，这通常导致简单几何结构限定流动路径横截面，与之相比，预成形构造具有从不同材料生产的专门设计的几何结构。需要再循环竖直风洞在飞行舱和流动路径结构的基部之间具有减小的高度，最小程度地影响用于室内跳伞的气流的质量或风洞效率。

此外，风洞通常具有线缆层组件或结构，以给站立在飞行舱内的用户提供支撑，同时还在室内跳伞期间允许气流经过以使用户悬浮。在许多风洞中，线缆安装到围绕飞行舱的外周布置的多个焊接件。焊接件通常由单独的承载横梁或设施结构的其它元件支撑，这可增加建造成本。线缆通常具有变化的尺寸，以最小化飞行舱周围的焊接件所需的水平占用空间，原因是许多飞行舱的横截面是圆形的或基本上圆形的，意味着经过飞行舱的边缘的线缆不需要与经过飞行舱的中心直径的线缆一样长。焊接件通常具有可去除的顶盖，以触及牢固地安装在焊接件内的线缆的端部。因此，这种设计通常由位于设施的商业层(例如飞行舱周围的集结舱或观察区)上的工人从上方安装、更换和维护。由于线缆跨越飞行舱延伸并安装在焊接件内，所以焊接件的内部通常与风洞流动路径空气动力学连通。为了防止噪声通过焊接件渗入飞行舱周围的商业区，顶盖通常密封以防止顾客暴露于风洞内的高分贝水平。这种设计具有相对昂贵的部件建造成本；由于飞行舱周围的进出盖可见，导致主观上更差的美学外观；相对长的、复杂的和费力的安装/维护过程，这增加了劳动力成本和工程时间表；由于需求的复杂性，导致可能的供应商的范围受限。