專利名稱：自由落體模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括獨(dú)立(Slef-contained)的空氣回路的自由落體模擬器和用于風(fēng)道的、特別地用于自由落體模擬器的通氣裝置。
背景技術(shù)：
包括獨(dú)立的空氣回路的自由落體模擬器是一種適用于以通常而言可控的方式將人員保持在上下通風(fēng)氣流中的懸浮位置的一種裝置，該上下通風(fēng)氣流通過(guò)懸浮室。在排出懸浮室的上部開(kāi)口之后，氣流經(jīng)由空氣導(dǎo)向通道被重定向到的懸浮室的下部開(kāi)口，從而以這樣的方式形成獨(dú)立的空氣回路。這些所謂的封閉型自由落體模擬器的通常效果在于由于壓力損失，模擬器中的空氣被加熱，導(dǎo)致了各種問(wèn)題。在一方面，可以理解空氣的過(guò)熱會(huì)使使用模擬器的人員感覺(jué)不適，或者如果過(guò)熱相當(dāng)嚴(yán)重，則可能會(huì)傷及人員的健康。另一方面，空氣的加熱降低了空氣的密度，進(jìn)而也減小了保持懸浮人員平衡的力?？傮w上，由于需要密集地鄰接配置風(fēng)扇和根據(jù)需要能夠打開(kāi)的通風(fēng)構(gòu)件，增加了控制花費(fèi)。已經(jīng)提出了若干建議，用于減少剛才所述的缺點(diǎn)。EP 19 64 776 Al示出了一種自由落體模擬器，在該自由落體模擬器中能夠借助于所產(chǎn)生的氣流在豎直區(qū)域中提升人員。在本情況中，彎曲的再循環(huán)通道由展示出高的熱傳導(dǎo)性的材料構(gòu)造成。另外，冷卻水回路使自由落體模擬器中的溫度適中。與這樣的溫度調(diào)整相關(guān)聯(lián)的，是受限的材料選擇和復(fù)雜化。在EP 1 539 572 Bl中示出了減小封閉型自由落體模擬器的上述常見(jiàn)問(wèn)題的另一種方式。這里，說(shuō)明了一種用于傘兵或者持證競(jìng)賽者的用于各種學(xué)習(xí)、教育和訓(xùn)練目的的自由落體模擬器。為減小空氣由于螺旋槳式風(fēng)扇的運(yùn)行而產(chǎn)生的過(guò)熱，在穹頂(dome)的上部設(shè)置有新鮮空氣進(jìn)氣口。多個(gè)排氣扇確保了空氣通氣，并且使得可以進(jìn)一步控制飛行模擬器的溫度。因此，即用所稱的主動(dòng)空氣交換器，這意味著額外的機(jī)器即排氣扇被用以保證空氣交換。這導(dǎo)致能耗提高，并且與排氣扇的制造成本一起，產(chǎn)生了相當(dāng)大的額外的財(cái)務(wù)花費(fèi)。在WO 2006/012647 A2中說(shuō)明了一種所稱的被動(dòng)空氣交換器。該現(xiàn)有技術(shù)的自由落體模擬器具有大致矩形的構(gòu)造，其中懸浮室設(shè)置在第一豎直部中，在第一豎直部后設(shè)置處于下游端的第一水平部，兩個(gè)風(fēng)扇設(shè)置于所述第一水平部用以產(chǎn)生氣流。第一水平部后設(shè)置第二豎直部，用以將氣流重定向朝向底部區(qū)域。在第二豎直部中，安裝有入口門(mén)和出口門(mén)以使流動(dòng)截面變窄并形成噴射口。由此在通道的內(nèi)部空間和外部空間之間形成壓力梯度，從而發(fā)生空氣交換，并由此使溫度適中。該自由落體模擬器的缺點(diǎn)在于，由于通過(guò)入口門(mén)和出口門(mén)使流動(dòng)截面收縮，流動(dòng)速度在這些門(mén)的區(qū)域內(nèi)進(jìn)一步增大，使空氣摩擦增大，產(chǎn)生額外的熱。另外，由于入口門(mén)和出口門(mén)處在氣流中，所以所述入口門(mén)和出口門(mén)承受極其高的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于提出一種自由落體模擬器和用于風(fēng)道的、特別地用于自由落體模擬器的通氣裝置的任務(wù)，其中有效地并且低成本地降低了內(nèi)部溫度。通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求M的自由落體模擬器、和根據(jù)權(quán)利要求27的通氣裝置完成了該任務(wù)。根據(jù)第一方面，特別地通過(guò)一種具有獨(dú)立的空氣回路的自由落體模擬器完成該任務(wù)，所述自由落體模擬器包括懸浮室，人員在所述懸浮室中能夠由于被豎直向上定向的氣流而懸浮，所述懸浮室包括在下端部的下部開(kāi)口和在上端部的上部開(kāi)口 ；大致封閉的空氣導(dǎo)向通道，其包括有至少一個(gè)風(fēng)扇，所述通道連接所述懸浮室的下部開(kāi)口與上部開(kāi)口 ；至少一個(gè)空氣入口和至少一個(gè)空氣出口，其用于所述空氣導(dǎo)向通道內(nèi)的空氣交換；重定向構(gòu)件， 特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向所述空氣導(dǎo)向通道中的氣流，其中至少一個(gè)空氣出口配置在所述重定向構(gòu)件中。本發(fā)明的著重點(diǎn)在于空氣出口被精確地配置于布置空氣重定向構(gòu)件的位置處，所述空氣重定向構(gòu)件對(duì)于封閉型自由落體模擬器的操作是必須的。由于在各個(gè)區(qū)域中以巧妙的方式利用作用于氣流的離心力，從而不需要構(gòu)造特別的空氣偏轉(zhuǎn)構(gòu)件來(lái)將一部分氣流引導(dǎo)到通道的外部。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)于自由落體模擬器的內(nèi)部空氣的有效并且節(jié)能的冷卻。優(yōu)選地，排出空氣出口的氣流能夠通過(guò)改變空氣出口的截面積面積而可變地調(diào)節(jié)。這樣允許對(duì)比如溫度或者氣壓的外部影響產(chǎn)生反應(yīng)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，可樞轉(zhuǎn)和/或可移動(dòng)的閉合裝置被關(guān)聯(lián)于空氣出口，以用于改變排出氣流。由此可以特別簡(jiǎn)單地改變排出氣流。如果設(shè)置重定向薄板用于重定向氣流，則用于改變排出氣流的一個(gè)重定向薄板優(yōu)選地是可樞轉(zhuǎn)和/或可移動(dòng)的。因此，重定向薄板完成雙重功能，即，一方面是重定向部分氣流，另一方面是偏轉(zhuǎn)部分氣流，這樣產(chǎn)生了額外的組件過(guò)剩，由此能夠節(jié)約成本。優(yōu)選地，并且在設(shè)置重定向薄板用于重定向氣流時(shí)，至少一個(gè)重定向薄板，優(yōu)選地全部重定向薄板在徑向方向上可移動(dòng)。徑向移動(dòng)在結(jié)構(gòu)上比較簡(jiǎn)單，并且以節(jié)約空間的方式收容移動(dòng)后的薄板。優(yōu)選地，所述至少一個(gè)薄板形成為與所述空氣導(dǎo)向通道的開(kāi)口相對(duì)應(yīng)，這樣使得所述開(kāi)口能夠由于所述至少一個(gè)重定向薄板的徑向移動(dòng)而打開(kāi)或關(guān)閉。一個(gè)重定向薄板的這樣的移動(dòng)形成改變氣流的另外的手段(opportunity)。在特別地優(yōu)選的另一個(gè)開(kāi)發(fā)例中，多個(gè)重定向薄板作為整體能夠分散地在徑向上移動(dòng)，優(yōu)選地移動(dòng)過(guò)與兩個(gè)相鄰重定向薄板的徑向間距相對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，這樣使得所述開(kāi)口在移動(dòng)操作之前和之后由一個(gè)重定向薄板閉合。這使得即使沒(méi)有額外的組件或者措施，也能夠向外偏移一個(gè)或多個(gè)重定向薄板，而不會(huì)導(dǎo)致壓力損失。優(yōu)選地，能夠在如下區(qū)域中控制氣壓可以移出所述空氣導(dǎo)向通道的重定向薄板能夠被引入該區(qū)域，從而經(jīng)由比如裂隙、裂縫等保留的開(kāi)口進(jìn)一步使壓力損失最小化。歸因于本實(shí)施方式，通過(guò)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)并且有效的方式，使由于重定向薄板的移動(dòng)產(chǎn)生的壓損最小化。優(yōu)選地，所述空氣出口包括漏斗狀空氣出口擴(kuò)散器。這便于氣流的排出部分的排
出ο在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述空氣入口的用于改變流入氣流的至少一個(gè)閉合裝
6置被形成為可樞轉(zhuǎn)的和/或可移動(dòng)的，特別地被形成為可向外樞轉(zhuǎn)。由此，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的方式控制進(jìn)入空氣的量，另外也間接地實(shí)現(xiàn)了控制排出空氣的量，由此也實(shí)現(xiàn)了控制整個(gè)氣流容積的對(duì)外散熱，該整個(gè)氣流容積在靜態(tài)時(shí)為常量。所述空氣入口和/或所述空氣出口優(yōu)選地配置于所述空氣導(dǎo)向通道的上部。當(dāng)所述空氣入口配置在所述空氣導(dǎo)向通道的上部時(shí)，加熱的空氣在排出所述空氣導(dǎo)向通道之后被引導(dǎo)離開(kāi)所述空氣導(dǎo)向通道，這是因?yàn)榧訜岬目諝饪偸窍蛏仙?。?yōu)選地，所述空氣入口在空間上與所述空氣出口分開(kāi)，使得排出空氣不能再由所述空氣入口吸入，這特別地能夠通過(guò)空氣屏障來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述空氣入口的閉合裝置和/或所述空氣出口的閉合裝置優(yōu)選地能夠電子控制或者電子調(diào)節(jié)，其中所述空氣入口的閉合裝置和所述空氣出口的閉合裝置特別地能夠彼此同步。使用電子控制或者電子調(diào)節(jié)，能夠以特別地精確的方式控制或調(diào)節(jié)排出氣流或者進(jìn)入氣流。在本示例中，當(dāng)兩種所述閉合裝置同步時(shí)，實(shí)現(xiàn)了極其有效的空氣交換。特別地，在入口構(gòu)件和/或出口構(gòu)件的閉合裝置能夠電子控制或電子調(diào)節(jié)的情況中，優(yōu)選地設(shè)置測(cè)量裝置以用于測(cè)量比如特別地容積流的溫度、流速或空氣濕度等的各種參數(shù)，測(cè)量裝置所獲得的測(cè)量值優(yōu)選地提供給閉合裝置的電子控制或電子調(diào)節(jié)。這使得特別地能夠精確調(diào)節(jié)閉合裝置，該操作的進(jìn)行特別地獨(dú)立于操作人員的主觀印象，由此特別地良好適于各自的要求。例如，對(duì)于增大的溫度的測(cè)量能夠使得自動(dòng)增大出口和/或入口的截面積。在優(yōu)選的另一個(gè)開(kāi)發(fā)例中，設(shè)置四個(gè)風(fēng)扇，所述四個(gè)風(fēng)扇以正方形構(gòu)造配置在優(yōu)選地具有正方形截面的空氣導(dǎo)向通道中。由此，所述正方形構(gòu)造指如下的四個(gè)風(fēng)扇的構(gòu)造 其中，該四個(gè)風(fēng)扇的重心位于垂直于氣流的平均流動(dòng)方向的一個(gè)平面中。本配置的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了特別地同質(zhì)的氣流分布。所述風(fēng)扇優(yōu)選在形成在所述空氣導(dǎo)向通道的豎直部中。由此，要考慮到比如在主題公園中對(duì)于可用的地面空間的限制。由于包括所需要的輸送管線和排出管線的風(fēng)扇在流動(dòng)方向上具有較長(zhǎng)的延伸段，因此如下是有意義的將所述較長(zhǎng)的延伸段插入豎直結(jié)構(gòu)中， 使得利用了在任意情況由于懸浮室而必須的自由落體模擬器的高度，并且對(duì)于地面空間的需求被降低至最小。附帶地，在本示例中，仍保留自由空間以用于在空氣導(dǎo)向通道的上部?jī)?yōu)選地在其水平延伸的部分中安裝空氣出口和/或空氣入口。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，懸浮室的底部區(qū)域形成為多邊形，優(yōu)選地形成十邊形至十四邊形，特別地形成為十二邊形。該形狀在懸浮室的最為“圓形”的形式可能性與懸浮室的相對(duì)不復(fù)雜并且不昂貴的玻璃/鋼鐵構(gòu)造之間形成折衷。另外，能夠較良好地錨固安全網(wǎng)。優(yōu)選地，所述懸浮室和/或在懸浮室之后的漏斗形擴(kuò)散器的截面被構(gòu)造成在向上的方向上擴(kuò)展。當(dāng)所述懸浮室構(gòu)造為在向上的方向上擴(kuò)展時(shí)，則作用于在懸浮室中懸浮人員的壓力向上減小，從而形成防止懸浮人員達(dá)到高過(guò)特定極限的高度的安全機(jī)構(gòu)。漏斗形的在向上的方向上擴(kuò)展的擴(kuò)散器的設(shè)置減小了流速，這同樣也減小了形成中的摩擦熱。作為在向上的方向上擴(kuò)展的懸浮室的替換例，所述懸浮室同樣也能夠具有在向上的方向上恒定的截面。由此形成恒定的與高度無(wú)關(guān)的狀態(tài)，這樣最好地模擬了真實(shí)的自由落體的情況。
優(yōu)選地，所述懸浮室的截面和/或在所述懸浮室之后的漏斗形擴(kuò)散器的截面從底部向頂部從高階的多邊形變化為低階的多邊形，特別地從十二邊形變化為四邊形。由此，能夠成功地盡可能地以簡(jiǎn)單的方式將流動(dòng)保持為層流，盡管對(duì)懸浮室的幾何構(gòu)造及空氣導(dǎo)向通道的截面幾何構(gòu)造具有各種需求。在優(yōu)選實(shí)施方式中，在安全網(wǎng)懸掛部件上設(shè)置至少一個(gè)安全網(wǎng)，所述安全網(wǎng)用于保護(hù)懸浮室中的人員或者限制懸浮室，在所述安全網(wǎng)懸掛部上設(shè)有阻尼元件，以用于吸收振動(dòng)。振動(dòng)吸收防止人員在跌落到安全網(wǎng)上時(shí)受傷。根據(jù)第二方面，另外借助于一種具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器完成上述的任務(wù)，其包括懸浮室，人員在所述懸浮室中能夠由于被豎直向上定向的氣流而懸浮，所述懸浮室包括在下端部的下部開(kāi)口和在上端部的上部開(kāi)口 ；包括有至少一個(gè)風(fēng)扇的大致封閉的空氣導(dǎo)向通道，所述通道連接所述懸浮室的下部開(kāi)口與上部開(kāi)口 ；重定向構(gòu)件，特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向空氣導(dǎo)向通道中的氣流，至少一個(gè)重定向薄板能夠通過(guò)冷卻裝置冷卻。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的自由落體模擬器允許有效地降低自由落體模擬器內(nèi)的溫度，并且成本花費(fèi)較低。特別地，可以制成非常低噪聲的構(gòu)造。不需要空氣氣閘室 (airlock)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的自由落體模擬器在溫暖區(qū)域特別地有利，因?yàn)榭梢詫?nèi)部空氣冷卻到外部溫度之下。優(yōu)選地，至少一個(gè)重定向薄板具有中空空間，由冷卻裝置供給的冷卻介質(zhì)能夠被引入到所述中空空間中。由此，能夠以結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單并且有效的方式冷卻所述至少一個(gè)重定向薄板。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，至少一個(gè)重定向薄板由鋁制成，特別地被制成為擠出鋁板型(extruded aluminum profile)。則能夠容易地制造所述至少一個(gè)重定向薄板，并且所述至少一個(gè)重定向薄板適于有效地吸收并散去在自由落體模擬器內(nèi)產(chǎn)生的熱。替代地，可以使用焊接的鋼鐵片材等。根據(jù)本發(fā)明第一方面的自由落體模擬器還可以與根據(jù)本發(fā)明第二方面的自由落體模擬器結(jié)合使用。另外，借助于用于風(fēng)道特別地用于自由落體模擬器的通氣裝置完成上述的任務(wù)， 所述通氣裝置包括一個(gè)空氣入口和至少一個(gè)空氣出口，用于風(fēng)道內(nèi)的空氣交換；和重定向構(gòu)件，特別地是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向風(fēng)道中的氣流，其中至少一個(gè)空氣出口配置在所述重定向構(gòu)件中。在從屬權(quán)利要求中提出了其它的實(shí)施方式。


下面，另外將基于示例性實(shí)施方式說(shuō)明本發(fā)明的其它的特性和優(yōu)點(diǎn)，將參考附圖更為詳細(xì)地說(shuō)明示例性實(shí)施方式。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的自由落體模擬器的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的自由落體模擬器的特別實(shí)施方式的截面圖；圖3是自由落體模擬器的替代實(shí)施方式的截面圖；圖4是自由落體模擬器的替代實(shí)施方式的示意圖5是自由落體模擬器的另外的替代實(shí)施方式的示意圖；圖6是自由落體模擬器的另外的替代實(shí)施方式的示意圖；圖7是自由落體模擬器的另外的替代實(shí)施方式的示意圖；圖8是替代實(shí)施方式中穿過(guò)包括前室(antechamber)的懸浮室的水平截面示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的說(shuō)明中，用同樣的附圖標(biāo)記表示相同的組件或者具有等效效果的組件。圖1示出了具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其包括第一豎直部10、第二豎直部11和第一水平部12、第二水平部13。兩個(gè)豎直部10、11和兩個(gè)水平部12、13形成平行六面體布局，該布局具有立方體的類似平行六面體的凹部14。在各個(gè)區(qū)域中，兩個(gè)豎直部和水平部10至13的單元的實(shí)際幾何形狀與剛才所述的基本形狀有偏差。兩個(gè)豎直部10、 11和兩個(gè)水平部12、13形成大致閉合的空氣導(dǎo)向通道4。懸浮室15位于第一豎直部10中，當(dāng)自由落體模擬器運(yùn)行時(shí)，被定向?yàn)樨Q直向上的氣流流過(guò)懸浮室15使得能夠?qū)⑷藛T保持在懸浮狀態(tài)。氣流通過(guò)位于懸浮室的下端部18的下部開(kāi)口 16流入懸浮室15，并且通過(guò)位于懸浮室15的上端部19的上部開(kāi)口 17流出懸浮室。懸浮室15具有從下端部18至上端部19的恒定的十二邊形水平截面。替代地，該截面還可以從底部向頂部增大(圖1中未示出)，以使得作用于懸浮人員的力從底部向頂部減小，這相當(dāng)于一種具有固有安全性的機(jī)構(gòu)。但是，懸浮室15的恒定的截面能夠最佳地模擬自由落體。懸浮室15由下部開(kāi)口 16、上部開(kāi)口 17和側(cè)壁20界定。在下部開(kāi)口 16和上部開(kāi)口 17的區(qū)域中能夠安裝安全網(wǎng)(圖1中未示出)，安全網(wǎng)能夠防止在懸浮室15中懸浮的人員懸浮的過(guò)高或過(guò)低，或者防止所述人員處于距離中心部過(guò)遠(yuǎn)的飛行位置，并且另外能夠保護(hù)所述人員在例如由于改變的身體位置所造成的或者氣流變化所造成的突然的位置變化期間不受傷害。安全網(wǎng)36被(在當(dāng)前示例中水平地)配置在空氣出口觀下方，由此防止物體或者人員被氣流傳送到空氣出口觀的外部。具有水平截面的噴嘴21布置在懸浮室15下方，該水平截面從底部向頂部減小以加速氣流。噴嘴21的從底部向頂部減小的相應(yīng)的截面連續(xù)地從矩形變換為不規(guī)則的十二邊形，最終在連接于懸浮室15的過(guò)渡區(qū)域中變換成為規(guī)則的十二邊形。在懸浮室15的上部開(kāi)口 17之后布置擴(kuò)散器22，用以使排出懸浮室15的氣流減速，由此減小摩擦損失及氣流的過(guò)熱。擴(kuò)散器22的水平截面從規(guī)則的十二邊形向上變換成為放大的不規(guī)則十二邊形，最終變換成為矩形。在擴(kuò)散器22的下游端(流動(dòng)方向由箭頭3示出)配置第一重定向區(qū)域23，在該區(qū)域中從擴(kuò)散器22排出的基本上被豎直定向的氣流被改變方向大約90°。類似地，氣流的方向在各第二重定向區(qū)域?qū)?、第三重定向區(qū)域25和最終的第四重定向區(qū)域沈中均被改變大約90°，從而引導(dǎo)氣流回到懸浮室15中，采用重定向薄板形式的重定向構(gòu)件以盡可能同質(zhì)的(homogenous)并且低摩擦的方式對(duì)重定向區(qū)域23至沈中的氣流進(jìn)行重定向。在第一重定向區(qū)域23中，設(shè)置空氣出口 28，一部分氣流能夠通過(guò)空氣出口觀排出。空氣出口觀布置在第一重定向區(qū)域23的上部水平延伸邊界四中。下面，通過(guò)圖9至圖11示出了如何能夠優(yōu)選地計(jì)量氣流的排出部分。在第一重定向區(qū)域23和第二重定向區(qū)域M之間，空氣入口 30位于第一水平部12中，當(dāng)自由落體模擬器運(yùn)行時(shí)，用于冷卻氣流的環(huán)境空氣能夠通過(guò)空氣入口 30進(jìn)入?？諝馊肟?30配置于第一水平部12的側(cè)壁31中。氣流經(jīng)由第二重定向區(qū)域?qū)χ械闹囟ㄏ驑?gòu)件27被改變方向90°，以進(jìn)入第二豎直部11的第二擴(kuò)散器32。第二擴(kuò)散器32具有近似矩形的截面，所述截面從頂部向底部增大，并減小到達(dá)安裝于第二豎直部11中的風(fēng)扇33的氣流的速度。四個(gè)風(fēng)扇33以正方形構(gòu)造配置在空氣導(dǎo)向通道觀內(nèi)，其中設(shè)置所述風(fēng)扇的相應(yīng)區(qū)域具有正方形截面。優(yōu)選地，風(fēng)扇33至少部分地由碳制成。用碳制成比如風(fēng)扇葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(圖1 中未示出)是特別有利的。這使得能夠產(chǎn)生同質(zhì)的氣流(例如，與鋼鐵制成的葉片比較) 和降低噪聲水平。由于碳(例如，與鋼鐵等比較)是特別地輕量的材料，具有由碳制成的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的風(fēng)扇33具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并且因此能對(duì)控制快速響應(yīng)。特別有利的是，至少部分地對(duì)風(fēng)扇涂覆芳綸(aramide)，特別地涂覆芳綸纖維。由此提高了風(fēng)扇的壽命。氣流被風(fēng)扇33加速，并且被豎直地噴射到底部。與第二擴(kuò)散器類似，第三擴(kuò)散器 34具有從頂部向底部增大的矩形截面，氣流的速度在第三擴(kuò)散器34中被再次降低以降低氣流的摩擦損失和加熱。氣流由第三重定向區(qū)域25及第四重定向區(qū)域沈的重定向薄板27 而被再次傳送到噴嘴21，并且由此被傳送到懸浮室15。圖2示出了自由落體模擬器的優(yōu)選構(gòu)造的截面圖，其中所述截面是沿著豎直延伸面的截面。自由落體模擬器的第二水平部13優(yōu)選地配置在地面下方。第一豎直部10、第二豎直部11和第一水平部12優(yōu)選地位于地面上方。這樣的構(gòu)造減小了自由落體模擬器相對(duì)于地面的高度。想要使用該自由落體模擬器的人員能夠通過(guò)前室(vestibule) 35到達(dá)懸浮室15。 在前室35相對(duì)于地面升高的情況中，前室35的底部與地面之間的中間空間可以保持中空或者被填充。替代地，前室35及懸浮室15還能夠位于地面，這樣便于使用自由落體模擬器?？諝獬隹跀U(kuò)散器37配置于空氣出口 28。在本示例性實(shí)施方式中，空氣出口擴(kuò)散器 37在向上的方向上擴(kuò)展并且使氣流的排出部分在完全排出后相對(duì)于自由落體模擬器、分別地相對(duì)于自由落體模擬器的外殼具有相對(duì)較大的空間。本空氣出口擴(kuò)散器37在豎直方向上具有梯形截面。圖3示出了自由落體模擬器的另一優(yōu)選實(shí)施方式。這里，空氣出口觀由包括移動(dòng)開(kāi)閉器39的閉合裝置38以可變的方式調(diào)節(jié)。空氣出口擴(kuò)散器37在其外表面具有兩個(gè)平行的彎曲部分40a、40b。彎曲的導(dǎo)向薄板41安裝于空氣出口擴(kuò)散器37內(nèi)，用于以盡可以層流的方式將排出空氣出口觀的部分氣流引導(dǎo)離開(kāi)自由落體模擬器的外殼。例如，替代于如圖1中所示地使用僅一個(gè)空氣入口，在圖3的實(shí)施方式中設(shè)置若干個(gè)特別地設(shè)置六個(gè)空氣入口 30 (其中，在圖3中僅能看到三個(gè))。優(yōu)選地能夠通過(guò)可樞轉(zhuǎn)的入口開(kāi)閉器(圖中未示出)閉合空氣入口 30，該可樞轉(zhuǎn)的入口開(kāi)閉器為入口閉合裝置的一體部分。入口開(kāi)閉器例如可向外樞轉(zhuǎn)，并且與自由落體模擬器的外殼形成例如45°的銳角。圖4至圖7示出了自由落體模擬器的替代實(shí)施方式的示意圖。
在圖4中，空氣入口 30被移動(dòng)開(kāi)閉器52部分地閉合。通過(guò)使移動(dòng)開(kāi)閉器52移動(dòng)， 能夠在靜態(tài)狀態(tài)下間接地控制氣流的排出部分。能夠由移動(dòng)開(kāi)閉器39閉合空氣出口觀，其中該移動(dòng)能夠與空氣入口 30的移動(dòng)開(kāi)閉器52的移動(dòng)相應(yīng)地同步執(zhí)行。電子控制或者電子調(diào)節(jié)可以適當(dāng)?shù)赜糜谠撃康?，而其即使在非同步地調(diào)節(jié)空氣入口 30或者空氣出口觀時(shí)也是有利的。對(duì)于空氣入口 30或空氣出口觀的同步的或者獨(dú)立的控制或者調(diào)節(jié)能夠由中央計(jì)算機(jī)(圖中未示出)來(lái)執(zhí)行。特別地能夠設(shè)置測(cè)量裝置(同樣，在圖中未示出)，其測(cè)量氣流的流速、溫度和/或濕度，以允許優(yōu)化地調(diào)節(jié)空氣入口 30和空氣出口 28。在圖5中，風(fēng)扇33(在圖5中僅能看到兩個(gè)風(fēng)扇33)被收納在第二水平部13中。 特別地，將第二水平部13置于地面2(圖5中未示出)下方，由此相當(dāng)大地降低了噪聲影響。在圖5中，移除了第一重定向區(qū)域23中的四個(gè)薄板27(以虛線繪制)。由于移除了重定向薄板27，增大了排出氣流的部分。添加重定向薄板27相應(yīng)地減少了排出氣流部分。作為完全移除薄板的替代方案，還可以在垂直于圖5的圖面的方向(水平方向)上僅局部布置薄板，這相當(dāng)于部分移除重定向薄板27，分別地使排出氣流部分增加。作為圖5的實(shí)施方式的替代方案，圖6示出了自由落體模擬器的特別地優(yōu)選的實(shí)施方式。這里，重定向薄板27整體上能夠徑向向內(nèi)移動(dòng)。在圖6所示的狀態(tài)中，最先的三個(gè)重定向薄板(這里及下面，通常沿徑向從內(nèi)向外計(jì)數(shù))布置在壓力室43內(nèi)。第四個(gè)重定向薄板27閉合壓力室43與第一重定向區(qū)域23之間的開(kāi)口 44。壓力室43內(nèi)的壓力優(yōu)選地是可調(diào)節(jié)的，使得在壓力室43與空氣導(dǎo)向通道4之間的壓力差最小。由此使空氣導(dǎo)向通道中的壓力損失最小化。圖6中的重定向薄板相對(duì)于初始位置(見(jiàn)圖4)移動(dòng)兩個(gè)并排重定向薄板27的五倍的距離(5-flod distance)。一般而言，各重定向薄板27被移動(dòng)兩個(gè)重定向薄板27的多倍(包括第1個(gè)重定向薄板)的距離是有利的。由此，能夠使開(kāi)口 44通常被閉合，S卩，在重定向薄板27作為整體的任意狀態(tài)下開(kāi)口 44通常被閉合。重定向薄板27整體上由采用電動(dòng)馬達(dá)形式的驅(qū)動(dòng)器42徑向移位。如圖7中能夠看到的，通過(guò)樞轉(zhuǎn)一個(gè)或甚至若干個(gè)重定向薄板27也能夠?qū)崿F(xiàn)排出氣流的部分。圖8示出了替代實(shí)施方式中穿過(guò)包括前室的懸浮室15的水平截面示意圖。具有安全網(wǎng)的懸浮室15的布局是八邊形?？梢越?jīng)由懸浮室入口 58進(jìn)入懸浮室15。能夠經(jīng)由懸浮室出口 59再次退出懸浮室15。懸浮室入口 58和懸浮室出口 59將懸浮室15與入口區(qū)域55分開(kāi)。入口區(qū)域55 通過(guò)氣閘室M與前室35(圖8中未示出)分開(kāi)。氣閘室M能夠通過(guò)閉合裝置56而相對(duì)于入口區(qū)域55和前室35氣密密封。另外，在懸浮室15的側(cè)邊設(shè)有安全范圍(security perimeter) 57。在該安全范圍57內(nèi)能夠監(jiān)測(cè)懸浮室15，并且同步地檢測(cè)自由落體模擬器的控制部。在特別的另一個(gè)開(kāi)發(fā)例中，自由落體模擬器包括作為替換特征或者附加特征的冷卻裝置，被供給到重定向薄板的冷卻介質(zhì)能夠經(jīng)由該冷卻裝置冷卻。在本示例中，重定向薄板可以由鋁制成或者被制成為擠出鋁板型。所述重定向薄板具有中空空間，冷卻介質(zhì)能夠流過(guò)該中空空間。能夠想象到，經(jīng)由分流板(splitter plate)供給冷卻介質(zhì)，其中這些分流板也能夠設(shè)置有中空空間。所述冷卻介質(zhì)特別地能夠是水，但還可以想象到用具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)特性的其它的液體或者氣體或者甚至是固體。包括冷卻裝置和具有中空空間的重定向薄板的實(shí)施方式特別良好地適用于減小對(duì)于環(huán)境的噪聲污染和將自由落體模擬器中的空氣冷卻到環(huán)境溫度以下。后一個(gè)方面在高溫區(qū)域中特別地有利。因此，設(shè)置有中空空間的重定向薄板承擔(dān)至少兩個(gè)功能，即，一方面， 重定向氣流，另一方面，冷卻。由此，能夠省卻用于熱傳遞或者冷傳遞的額外的組件。另外， 避免了可能由于分離的冷卻聚焦物(cooling aggregates)插入在氣流中而導(dǎo)致的額外的壓力損失。此時(shí)，應(yīng)注意到，上述的所有部分能夠獨(dú)自采用或者以任意組合的方式采用，特別地在圖中所示的細(xì)節(jié)對(duì)于本發(fā)明是基本的。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉其修改例。
0080]附圖標(biāo)記列表0081]QO汝々10082]4空氣導(dǎo)向通道0083]10第一豎直部0084]11第二豎直部0085]12第一水平部0086]13第二水平部0087]14凹部0088]15懸浮室0089]16下部開(kāi)口0090]17上部開(kāi)口0091]18下端部0092]19上端部0093]20側(cè)壁0094]21噴嘴0095]22擴(kuò)散器0096]23第一重定向區(qū)域0097]24第二重定向區(qū)域0098]25第三重定向區(qū)域0099]26第四重定向區(qū)域0100]27重定向構(gòu)件(重定向薄板)0101]28空氣出口0102]29邊界0103]30空氣入口0104]31側(cè)壁0105]32第二擴(kuò)散器0106]33風(fēng)扇0107]34第三擴(kuò)散器0108]35前室
12
36安全網(wǎng)
37空氣出口擴(kuò)散器
38閉合裝置
39移動(dòng)開(kāi)閉器
4040a,40b 部
41導(dǎo)向薄板
42驅(qū)動(dòng)器
43壓力室
44開(kāi)口
45安全網(wǎng)
46移動(dòng)開(kāi)閉器
47氣閘室
48入口區(qū)域
49閉合裝置
50安全范圍
51懸浮室入口
52懸浮室出口
權(quán)利要求
1.一種具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，所述自由落體模擬器包括懸浮室(15)，人員在所述懸浮室中能夠由于被豎直向上定向的氣流而懸浮，所述懸浮室包括在下端部(18)的下部開(kāi)口(16)和在上端部(19)的上部開(kāi)口(17)；大致封閉的空氣導(dǎo)向通道G)，其包括有至少一個(gè)風(fēng)扇(33)，所述通道連接所述懸浮室的下部開(kāi)口(16)與上部開(kāi)口(17)；至少一個(gè)空氣入口(30)和至少一個(gè)空氣出口( )，其用于所述空氣導(dǎo)向通道(4)內(nèi)的空氣交換；重定向構(gòu)件07)，特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向所述空氣導(dǎo)向通道中的氣流，其中至少一個(gè)空氣出口 08)配置在所述重定向構(gòu)件中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，能夠通過(guò)改變所述空氣出口 08)的橫截面面積而可變地調(diào)節(jié)排出所述空氣出口 08)的氣流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，可樞轉(zhuǎn)的和/或可移動(dòng)的閉合裝置(38)關(guān)聯(lián)于所述空氣出口( )，用于改變所述排出氣流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，用于改變所述排出氣流的至少一個(gè)重定向薄板(XT)是可樞轉(zhuǎn)的和/或可移動(dòng)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，至少一個(gè)重定向薄板(27)、優(yōu)選地全部所述重定向薄板(XT)能在徑向方向上移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述至少一個(gè)重定向薄板(XT)被形成為與所述空氣導(dǎo)向通道的開(kāi)口 G4)對(duì)應(yīng)，這樣使得所述開(kāi)口 G4)能夠由于所述至少一個(gè)重定向薄板(XT)的徑向移動(dòng)而打開(kāi)或關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，多個(gè)重定向薄板(XT)作為整體能夠分散地在徑向上移動(dòng)，優(yōu)選地移動(dòng)過(guò)與兩個(gè)相鄰重定向薄板(XT)的距離對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度，這樣使得所述開(kāi)口 G4)在移動(dòng)操作之前和移動(dòng)操作之后由一個(gè)重定向薄板(XT)閉合。
8.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述空氣出口 08)包括漏斗狀空氣出口擴(kuò)散器(37)。
9.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述空氣入口(30)的用于改變所述流入氣流的至少一個(gè)閉合裝置G2)被形成為可樞轉(zhuǎn)的和/或可移動(dòng)的，特別地能夠向外樞轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述空氣入口(30)和/或所述空氣出口 08)配置在空氣導(dǎo)向通道的上部。
11.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述空氣入口(30)與所述空氣出口 08)通過(guò)屏障而空間分離，所述屏障特別地是金屬屏障，從而排出所述空氣出口 08)的空氣不能由所述空氣入口(30)再送入。
12.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述空氣入口 08)的閉合裝置(38)和/或所述空氣出口(30)的閉合裝置(38) 能夠被電子控制或調(diào)節(jié)，其中所述空氣入口 08)的閉合裝置和所述空氣出口(30)的閉合裝置(38)能夠特別地彼此同步。
13.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)，特別地根據(jù)權(quán)利要求12所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，設(shè)置測(cè)量裝置用于測(cè)量各種參數(shù)，比如特別地測(cè)量容積流的溫度、流速、空氣濕度等，其中由所述測(cè)量裝置獲得的測(cè)量值優(yōu)選地提供給所述閉合裝置的電子控制或調(diào)節(jié)。
14.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，設(shè)置四個(gè)風(fēng)扇(33)，所述四個(gè)風(fēng)扇(33)在優(yōu)選地具有正方形截面的空氣導(dǎo)向通道 (4)中以正方形構(gòu)造配置。
15.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述風(fēng)扇優(yōu)選地形成在所述空氣導(dǎo)向通道的豎直部(10、11)中。
16.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述懸浮室(1 的底部區(qū)域形成為多邊形，優(yōu)選地形成為十邊形至十四邊形，特別地為十二邊形。
17.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述懸浮室(1 和/或在所述懸浮室之后的漏斗形擴(kuò)散器0 的截面在向上的方向上擴(kuò)展。
18.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述懸浮室(1 具有從底部到頂部的恒定的截面。
19.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，所述懸浮室(1 的截面和/或在所述懸浮室之后的所述漏斗形擴(kuò)散器0 的截面從底部向頂部從高階的多邊形轉(zhuǎn)換為低階的多邊形，特別地從十二邊形轉(zhuǎn)換到四邊形。
20.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，在安全網(wǎng)懸掛部件G9)上設(shè)置至少一個(gè)安全網(wǎng)(45)，所述安全網(wǎng)用于保護(hù)所述懸浮室(1 中的人員或者限制所述懸浮室(15)，在所述安全網(wǎng)懸掛部件上設(shè)有阻尼元件用于吸收振動(dòng)。
21.根據(jù)先前權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，至少一個(gè)重定向薄板能夠通過(guò)冷卻裝置冷卻。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，至少一個(gè)重定向薄板具有中空空間，由所述冷卻裝置供給的冷卻介質(zhì)能夠被引入到所述中空空間中。
23.根據(jù)權(quán)利要求21至22中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，至少一個(gè)重定向薄板由鋁制成，特別地被制成為擠出鋁板型。
24.特別地根據(jù)權(quán)利要求1至23中的任一項(xiàng)所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其包括懸浮室(15)，人員在所述懸浮室中能夠由于被豎直向上定向的氣流而懸浮，所述懸浮室包括在下端部(18)的下部開(kāi)口(16)和在上端部(19)的上部開(kāi)口(17)；大致封閉的空氣導(dǎo)向通道G)，其包括有至少一個(gè)風(fēng)扇(33)，所述通道連接所述懸浮室的下部開(kāi)口(16)與上部開(kāi)口(17)；重定向構(gòu)件以力，特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向所述空氣導(dǎo)向通道中的氣流，其中至少一個(gè)重定向薄板能夠由冷卻裝置冷卻。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于，至少一個(gè)重定向薄板具有中空空間，由所述冷卻裝置供給的冷卻介質(zhì)能夠被引入到所述中空空間中。
26.根據(jù)權(quán)利要求M或25所述的具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器，其特征在于， 至少一個(gè)重定向薄板由鋁制成，特別地被制成為擠出鋁板型。
27.一種用于風(fēng)道、特別地用于如先前權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的自由落體模擬器的通氣裝置，其特征在于，包括至少一個(gè)空氣入口(30)和至少一個(gè)空氣出口( )，其用于風(fēng)通道內(nèi)的空氣交換； 重定向構(gòu)件(27)，特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向所述風(fēng)道中的氣流，其中至少一個(gè)空氣出口 08)配置在所述重定向構(gòu)件07)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有獨(dú)立空氣回路的自由落體模擬器。所述自由落體模擬器包括懸浮室，人員在所述懸浮室中能夠由于被豎直向上定向的氣流而懸浮，所述懸浮室包括在下端部的下部開(kāi)口和在上端部的上部開(kāi)口；包括有至少一個(gè)風(fēng)扇的大致封閉的空氣導(dǎo)向通道，所述通道連接所述懸浮室的下部開(kāi)口與上部開(kāi)口；用于空氣導(dǎo)向通道內(nèi)的空氣交換的至少一個(gè)空氣入口和至少一個(gè)空氣出口；重定向構(gòu)件，特別是重定向薄板，其在角部區(qū)域或者在具有高的曲率的區(qū)域重定向空氣導(dǎo)向通道中的氣流，其中至少一個(gè)空氣出口配置在所述重定向構(gòu)件中。
文檔編號(hào)G01M9/02GK102202972SQ200980135745
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者曼紐爾·道爾, 鮑里斯·奈爾 申請(qǐng)人:室內(nèi)跳傘博特羅普股份有限公司