1. Краткое описание.
1.1. Высота стенда - 21.5м.
1.2. Общий вес стенда - 40 тонн.
1.3. Основание – 8 бетонных блоков.
1.4. Высота до среза сопла - 13.5м.
1.5. Высота рабочей камеры – 5м.
1.6. Диаметр потока - 2-3м.
1.7. Скорость потока (при 2м) - от 40 до 80 м/с.
1.8. Скорость потока (при 3м) - от 30 до 60 м/с.
1.9. Мощность силовой установки - 1300 л.с. 2. Силовая установка
2.1. Основной силовой агрегат - двигатель авиационный внутреннего сгорания 9-ти
цилиндровый АШ-62 мощностью 1000 л.с (730 кВт).
2.2. Вспомогательный силовой агрегат –двигатель автомобильный внутреннего
сгорания 8-ми цилиндровый ЯМЗ-238Д мощностью 330 л.с.(243 кВт).
2.3. Расход топлива основного силового агрегата при работе на бензине АИ-95 -
250 л/ч. (в зависимости от режима работы).
2.4. Расход масла основного силового агрегата от 5-ти до 10 л/ч. Тип масла –
МС-20.
2.5. Расход топлива вспомогательного силового агрегата при работе на ДТ - 50
л/ч. (в зависимости от режима работы).
2.6. Продолжительность работы двигателей на номинальном режиме – неограниченно.
2.7. Ресурс двигателей – 1000 часов до ремонта.
2.8. Время подготовки к работе после запуска – 5мин. 3. Управление.
3.1. Кабина оператора одноместная, расположена рядом с рабочей частью.
3.2. Управление электронное. Используется компьютерная система безопасности и
контроля за характеристиками.
3.3. Общая мощность осветителей - 5 кВт.
3.4. Предусмотрено три точки крепления видеоаппаратуры.
3.5. Количество обслуживающего персонала 3 человека. 4. Система безопасности.
4.1. Машинное отделение и топливная система оснащены углекислотной системой
пожаротушения.
4.2. Автоматическое отключение работы силовой установки при возникновении
опасных вибраций в двигателе, трансмиссии, редукторе, и обойме винта. 5. Особенности конструкции.
5.1. Наличие звукозащитного экрана.
5.2. Максимальное применение болтовых соединений.
5.3. Конструкция может быть демонтирована и перевезена в другое место
эксплуатации без причинения ей какого-либо ущерба.
1. Вследствие применения нагнетательной схемы аэродинамического стенда
становится возможным применение сопла изменяемой геометрии, позволяющее менять
площадь и скорость воздушного потока и расширяющее диапазон применения
аэродинамического стенда и снижающее расход топлива.
2. Применение вынесенной за пределы стенда силовой установки позволяет достичь
более высокой пожарной безопасности.
3. Вследствие нижнего расположения несущего воздушного винта и силовой установки
здание стенда может быть выполнено более лёгким, что приводит к снижению его
стоимости.
4. Применение серийного самолетного воздушного винта с высоким КПД также
помогает существенно снизить стоимость стенда.
На основе предложенной схемы, с применением нескольких воздушных винтов возможно
изготовление аэродинамических стендов с диаметром потока в рабочей части от
четырёх до восьми метров, обладающих вышеперечисленными преимуществами.
Научно-методические и организационные предпосылки создания тренажерного
комплекса для парашютного спорта.
В настоящее время все большую популярность приобретает парашютный спорт. Большое
количество людей стремятся научиться выполнять прыжки с парашютом за минимальное
время с наименьшими затратами. В связи с этим постоянно растет количество
начинающих парашютистов. Из-за большого их количества, аэроклубы не справляются
с возрастающим потоком желающих, что приводит к ускорению программ обучения по
классической и прогрессивной методике, а это отрицательно сказывается на общей
безопасности выполнения прыжков, растет количество случаев травматизма
начинающих парашютистов. Эти факторы крайне нежелательны, особенно для
начинающих, так как это на первых порах может негативно повлиять на дальнейшее
обучение и отношение к парашютному спорту в целом.
Наиболее эффективным способом безопасной тренировки и отработки действий в
воздухе является использование наземных тренажеров. Наземные тренажеры позволяют
эффективно вырабатывать необходимые навыки у обучаемых. Отечественные тренажеры
практически не используются в подготовке парашютистов, потому как давно морально
устарели или пришли в негодность. На настоящий момент в России не существует
наземных тренажеров, позволяющих отработать навыки свободного падения. Решением
такой проблемы является создание такого тренажера.
Решением может стать разработка аэродинамической трубы с вертикальным потоком.
Для создания условий, максимально приближенных к условиям свободного падения
человека в воздухе, необходимо, чтобы агрегаты данной трубы обеспечивали
скорость потока в пределах от 140 до 350 км/ч и обеспечивали ламинирование
воздушного потока. Создание потоков такой скорости не представляет особой
сложности. Существует множество авиационных испытательных стендов, где проходит
аэродинамические испытания самолеты. Скорость потока на таких стендах
достигается до 1200-1300 км/ч. Поток воздуха в таких стендах неоднороден,
давление в его центральной части значительно выше, чем по краям. Основной
трудностью в создании такого тренажера является обеспечение однородности потока,
то есть создание одинакового давления во всех точках плоского среза под 90
градусов к оси воздушного потока. Основным ноу-хау является разработка
специального делителя потока, который бы обеспечил равномерный скоростной напор
по всей его площади. Этот вопрос успешно решен в Лаборатории Кафедры Теории и
Методики Прикладных Видов Спорта РГУФК. Нами разработана технология построения
специальной ячеистой структуры, позволяющей создавать поток необходимого
качества. Расчеты показывают, что для создания необходимых условий будет
затрачено значительно меньше мощности двигателя создающего воздушный поток, по
сравнению с зарубежными аналогами.
Преимущества данного тренажера перед тренировочными прыжками заключаются в
следующем
1. Отсутствие фактора риска. Эта психологическая составляющая прыжка с парашютом
сильно воздействует на спортсмена, создавая ряд стресс-факторов, мешающих
выполнению тренировочных упражнений. Очень сильно эти факторы воздействуют на
начинающих парашютистов.
2. Непрерывность тренировки или дозируемая продолжительность. При прыжках с
парашютом время нахождения спортсмена в свободном падении исчисляется секундами.
Как правило, оно не превышает одной минуты. Подготовка к следующему прыжку
занимает около одного часа. За одни сутки по разным причинам при интенсивном
проведении учебных занятий один спортсмен может совершать порядка 10-12 прыжков.
На его состояние оказывает влияние усталость, накапливающаяся от других действий
(перемещения по аэродрому, укладка парашютов и т.д.). Тренажер позволяет
находиться спортсмену в условиях свободного падения практически неограниченное
время. Это дает возможность очень прогрессивно развивать необходимые навыки.
3. Отсутствие ограничений по времени суток (день, ночь) и по погодным условиям.
Зачастую парашютные прыжки невозможно проводить из-за погодных условий. Такие
погодные явления как дождь, низкая облачность, туман, грозы, сильный ветер
представляют большую опасность и делают невозможным выполнение прыжков.
4. Возможность постоянного наблюдения за действиями спортсмена инструктором и
корректировка, проведение видеосъемки с любого ракурса. Это позволит спортсменам
лучше понимать свои ошибки и более прогрессивно учиться.
5. Экономическая эффективность. По предварительным расчетам пребывание в
аэродинамической трубе как минимум вдвое будет дешевле, чем выполнение прыжков с
парашютом.
6. Более низкие возрастные ограничения. Для безопасных тренировок в тренажере
могут допускаться дети в возрасте от 8 лет.
Аэродинамические трубы мира: теория и практика.
Несмотря на относительное обилие всевозможного фасона устройств создающих поток
воздуха и имитирующих свободное падение (далее в статье имитаторы или тренажеры)
, для целей серьезной тренировки подходят очень и очень немногие. Большинство из
этих устройств созданы и эксплуатируются как исключительно с развлекательными
целями.
У всех развлекательных имитаторов один недостаток - недостаточная сила потока.
Поскольку практически все имитаторы - открытые, то есть забирают воздух из
атмосферы и туда же его выбрасывают, приведу следующее соображение. Из школьной
физики мы помним, что кинетическая энергия растет пропорционально квадрату
скорости. Кроме этого, с ростом скорости увеличивается масса воздуха, который
необходимо разогнать. Так что мощность двигателей, необходимых для увеличения
потока в два раза надо увеличить в восемь раз. Отсюда понятно, что рост мощности
потока приводит к нелинейному росту цены оборудования и, соответственно,
эксплутационных расходов, поэтому на западе предпочитают одевать спортсменов в
пузырящиеся балахоны, что категорически не устраивает спортсменов. Практика
показывает, что человек массой 85 кг, обряженный в подобный комбинезон, вполне
может лежать в потоке скоростью 150 км/час (в обычном комбинезоне в сопоставимых
условиях потребуется более 190 км/час). Нетрудно подсчитать, что на мощности
двигателей в этом случае экономится более 100%. Если учесть, что стоимость
двигателей растет пропорционально квадрату мощности, а большинство имитаторов
обходятся одним двигателем (наверное, для упрощения конструкции), то можно
сделать следующий вывод. Для создания условий нормальной имитации свободного
падения потребуется в четыре раза более дорогой двигатель, чем в тренажерах,
создающий более слабое давление, достаточное, тем не менее, для того, чтобы
парашютист, используя "надувной" комбинезон, условно мог лежать на потоке. Доля
стоимости моторной группы в общих затратах составляет более 30% в тренажере в
Орландо, где используется пять двигателей и, наверное, существенно большую долю
в таких имитаторах, как в Цюрихе, например. Отличие разрабатываемого в
лаборатории тренажера заключается в использовании полузамкнутого цикла потока
воздуха, что позволяет значительно сократить требуемую мощность двигательной
установки и избежать недостатков тренажера, расположенного в Орландо. Кроме
этого, проблемой является неравномерность потока. Дело в том, что для создания
однородного по диаметру трубы потока требуются серьезные расчеты, то есть
удорожание проектных работ и, возможно, усложнение конструкции.
Поэтому большинство имитаторов могут быть востребованы только на самой начальной
стадии обучения, когда необходимо сдать зачет или отработать базовые навыки
групповой акробатики в двойках (когда за прыжок необходимо два раза сделать
оборот 360 и каждый раз брать экзаменатора за руки).
В завершение для желающих побыстрее овладеть навыками, которые приходят через
сотню-другую обычных прыжков - ближайшее к нам заведение подобного рода под
Цюрихом.
Из серьезных имитаторов наибольшей популярностью пользуется тренажер в Орландо.
Подходит абсолютно для всех, хотя людям свыше 85 килограмм весом рекомендуется
избегать летних месяцев и стремится брать утренние часы. Люди свыше 90 килограмм
столкнуться с постоянными проблемами, самое подходящее время только зимой и не
позже 7 часов утра, так как плотность холодного воздуха значительно выше
теплого. Размеры имитатора не очень большие - примерно 3.30 метра, позволяют в
зависимости от роста членов команды отрабатывать от четверти до трети блоков (а
также блоки, требующие индивидуальной техники -7,9,14,15). Свободные переходы
желательно ставить круглые, поскольку место ограничено. Один из недостатков -
чем больше человек одновременно в имитаторе, тем сильнее "пляшет" поток.
Доступ в рабочее пространство осуществляется через два небольших проема из
маленького герметичного помещения, в котором находятся во время сессии
тренирующиеся. Рабочая часть потока, таким образом, практически изолирована.
Наверху, на высоте примерно 3 метров находятся зеркала(для оценки правильности
движений) и стационарная видеокамера.
Из известных тренажеров надо упомянуть военный имитатор в форте Брэгг, но
поскольку доступ туда затруднен даже американским парашютистам, рассказывать о
нем можно базируясь на информации пятилетней давности. Имитатор обладает
невероятной скоростью потока и большим диаметром рабочей части. Недостаток -
несколько неравномерный поток воздуха, вызванный видимо тем, что рабочая часть
потока совмещена с помещением, в котором находятся ожидающие своей очереди
парашютисты. В любом случае комментарии здесь не имеют никакого практического
значения - доступ в этот тренажер закрыт.
В последнее время возник ажиотаж вокруг имитатора, недавно построенного во
Франции. Внешние параметры его впечатляют - без малого пять метров в диаметре (в
самой широкой части), скорость, относительная географическая близость к Москве и
т.д. На проверку, к сожалению, тот факт, что тренажер находится значительно
ближе к России, является его единственным плюсом.
При строительстве парижского тренажера было применено остроумное инженерное
решение, которое должно было в несколько раз сократить эксплутационные и
инвестиционные расходы. Дело в том, что этот тренажер - закрытый, то есть
отработанный скоростной поток воздуха не выходит в атмосферу, а направляется
снова на двигатели. Последние ,таким образом, несут значительно меньшую
нагрузку, поскольку присутствует существенная начальная скорость воздуха,
поступающего на силовую установку имитатора. В открытых тренажерах, естественно,
начальная скорость потока равна нулю. Двигатель тренажера, таким образом, может
быть не таким мощным, поскольку выполняет работу по преодолению трения воздуха в
имитаторе, которая может быть существенно меньше, чем работа по разгону
сравнимой массы воздуха. Другими словами, двигатели парижского имитатора лишь
"подгоняют" поток воздуха, который циклически вращается в аэродинамической
системе тренажера.
Дело в том, что подобная конструкция в принципе создает большие неудобства для
серьезных тренировок.
Поскольку двигатели в закрытом тренажере изначально стоят слабые (а иначе зачем
огород городить?), то поток очень инертный. Если в открытом тренажере для
создания рабочего потока достаточно десяти - двадцати секунд, то в закрытом на
это уходят минуты. Все бы ничего, но оперативно подрегулировать поток (кто-то
весит 60 кг а кто-то и 90) невозможно. Пока скорость потока будет ослабляться к
необходимой, время непрерывного нахождения в рабочей области потока одной группы
парашютистов, которая длится пару минут, окончится наполовину (в открытом
тренажере на этот процесс уходит 5-10 секунд). Но поскольку для разных людей
поток нужен все же разный, было найдено решение, которое позволило разработчикам
снять эту проблему. Стены тренажера были сделаны коническими, расширяющимися к
верху. Тяжелые люди, таким образом, могут лежать внизу, а легкие - вверху, где
поток существенно слабее. Попутно проектировщики сэкономили на моторной группе
дополнительно как минимум в два раза. Поскольку нет необходимости регулировать
тягу двигателей, можно применить асинхронные двигатели (не позволяют
регулировать обороты и мощность без редукторов, которые стоят столько же,
сколько сами двигатели). В Орландо, например, по всей видимости, стоят двигатели
постоянного тока (предусматривают плавную регулировку мощности), которые
существенно дороже асинхронных.
А вот это техническое решение сократило возможность применения тренажера для
серьезных тренировок примерно раз в пять. Объясняю почему. (Рис. 1)
Официальные данные о диаметре верхнего и нижнего края рабочей части имитатора
дают расчет угла альфа - около пяти градусов. Техники утверждают, что он на
самом деле три с половиной градуса, но это входит в противоречие с теми
размерами, которые официально указаны в параметрах трубы. А теперь, все же взяв
за основу мой расчет, давайте условно проведем вниз продолжение стен до
пресечения, радиус получится около 25 метров. ( Рис 2)
Теперь если провести дугу окружности этим радиусом, мы получим некую поверхность
, которую удобнее всего назвать силовой линией потока ( по аналогии с
электродинамикой). Эта линия в каждой точке перпендикулярна потоку и дает полное
представление, что в таком тренажере чувствует парашютист. Высота этой "силовой
линии" в центре потока немного ни мало - почти полметра! В результате появляется
паразитная сила сноса, направленная к краю рабочей области потока. Надо ли
говорить, что при обычном прыжке из ЛА ,в реальном воздухе, эта силовая линия -
горизонтальная поверхность и никакой горизонтально направленной силы сноса нет.
Субъективно ощущения такие, что лежишь не на плоском потоке, а на шарике, с
которого норовишь съехать к краю. Когда первый раз попытались сделать комплекс
свободных переходов, то казалось, что какая-то сила постоянно выталкивает
спортсменов из центра фигуры, словно спортсмены разучились лежать рядом друг с
другом. Сказанное проиллюстрировано на рис 3.
Преодолеть это сопротивление можно, но смысла в этом практически нет, поскольку
с движениями во время реального прыжка подобные усилия имеют мало общего.
Справедливости ради надо сказать, что имитатор в Орландо тоже имеет коническую
форму, его стены тоже слегка скошены к низу. Но скос этот настолько
незначителен, что его никто не замечает, хотя то, что поток обладает наибольшей
силой возле сетки и меньшей - наверху замечают почти все. Оценки, проведенные
мной, что называется на "глазок", показывают, что высота "силовой линии" потока
в Орландо всего на всего 7 сантиметров - то есть почти в десять раз меньше, чем
в Парижском тренажере.
Ситуация усугубляется еще тем, что рабочая часть тренажера никак не изолирована.
Это приводит к дополнительным негативным эффектам в виде отсутствия потока по
краям, что делает рабочую часть потока уже примерно на 30 см ее визуальной
ширины. Справедливости ради надо сказать, что этот конструктивный недостаток,
похоже, частично выравнивает "силовые" линии потока на самом верху, но толку от
этого немного – при весе спортсмена более 60 килограмм, лежать ему там будет
невозможно.
Значит ли вышесказанное, что французский тренажер абсолютно бесполезен? Не
совсем. Просто его эффективность оценивается не более 20% от эффективности
имитатора в Орландо. Что же все-таки можно в нем делать, а что делать не стоит
ни в каком случае?
1.1 Можно оттачивать индивидуальную технику, т.е. повороты на месте, движения
боком и вперед-назад, а также сложные индивидуальные движения. Надо помнить
только, что французский тренажер существенно дороже американского. Правда, в
парижском имитаторе можно это проделать одновременно вдвоем - места много. В
принципе и в Орландо можно тоже вращаться вдвоем, только эта процедура потребует
значительно более высокого уровня подготовки, поскольку удар колено в колено
самый болезненный в групповой акробатике.
1.2 Скорость потока высокая, и проблем с ней практически нет, в отличие от
тренажера в Орландо.
1.3 Отработка элементов блоков. Неплохо, к слову, получается вращение бревна и
аккордеона.
1.4 Начальная постановка незнакомых блоков. Например, если команда никогда не
вращала, скажем, десятый блок в правую сторону, можно несколько минут посвятить
этому элементу с тем, чтобы схватить основные движения (но только не закатывать,
иначе можно заучить его с ошибками!).
1.5 Многие начинающие команды испытывают трудности с тем, что приходится все
время лежать рядом друг с другом. Выглядит это так, что после роспуска каждой
фигуры спортсмены слегка отлетают от условного центра четверки. Использование
данного имитатора заставит включать дополнительные усилия, чтобы оставаться на
месте и может помочь быстро изжить эту ошибку.
А теперь что ни в коем случае не надо делать в этом имитаторе.
2.1 Если ваша команда в состоянии показать 16 фигур в среднем на свободных
переходах, то отрабатывать это упражнения (вободные переходы) не стоит. Эффект
может оказаться обратным - при переносе наработанного на воздух, вы можете с
удивлением обнаружить, что результат ухудшился.
2.2 Несмотря на то, что практически все блоки вращать можно, отрабатывать их (то
есть выполнять их дольше того, чтобы прочувствовать основные движения) не надо -
можно только испортить. Даже такие простые блоки, как 7 и 14, которые вполне
выполнимы в Орландо, в Парижском имитаторе делать не стоит. Исключение
составляют блоки 5,6,9,11 и с некоторыми оговорками 10,17,18.
Места для ожидания много. Попасть в область ожидания можно только через область
обратного хода воздуха (тоже спорный момент с точки зрения снижения затрат), что
во время работы имитатора запрещено. К недостаткам стоит отнести отсутствие
зеркал и видеокамеры.
В 2003 году организаторы всего этого действа собирались открыть нижнюю часть
трубы, скорость в которой позволит проводить тренировки скайсерферов и любителей
стоять на голове. Так что наши лыжники и фрифлаисты (если такие когда-нибудь
появятся) смогут проводить серьезные тренировки - для них недостатки тренажера
не должны быть столь фатальны, как для групповиков.
Зарубежный опыт.
The Product
The Tunnel VS 1™ is a machine which produces a vertical stream or column of air
moving at a high rate of speed (120-150mph). If this column of air is moving at
a rate sufficient enough (see: Terminal Velocity) to provide the necessary lift
vs. drag forces, a person entering it can be lifted up into it, suspended in
mid-air.
The Tunnel VS 1™ is designed to provided everyone the opportunity to experience
the sensation of flight in a safe and controlled environment. Not the sensation
one gets from flying in an airplane, but flying free as an airplane,
unencumbered, much as birds do. The Tunnel VS 1™ allows people who have never
skydived the opportunity to experience actual human flight and the freedom and
sensation of three-dimensional movement. The Tunnel VS 1™ also provides licensed
skydivers and the militray with an enhanced design training facility.
Design Aspects
Airflow and Noise
In wind tunnels, one must contend with the flow disturbances caused by the drive
system and the flow channels leading up to the flight chamber section (this is
the area designated for human free fall simulation). There are three levels of
air disturbance: (1) macroscopic eddies, swirls, and currents; (2) smaller scale
turbulence within the air stream; and (3) molecular level noise propagated by
sound waves.
The main battle with unsteady airflow is fought in the settling chamber upstream
from the flight chamber section. Here the usual honeycombs and fine mesh screens
strain out the random currents and vortices. The long stilling chamber muffles
the discordance even more. As the air stream emerges from the stilling chamber
in an advanced designed tunnel (The Tunnel Vs 1™), the large-scale disturbances
have been attenuated to the point at which only the most sensitive flow
measuring instrumentation can detect them.
Noise is a different phenomenon; it is propagated on the molecular level rather
than the convective level. Noise slips through the honeycombs and screens
preceding the test section with little attenuation, like talking through a
screen door. Noise must be stopped at its source. However, for The Tunnel VS 1™
model, wind speeds are not at a force high enough to produce noise levels that
would be disruptive to the airflow. The noise that is generated by the tunnel
fan system is however, at a level high enough to warrant both acoustical
insulation and protective hearing devices. Noise is reduced at both the fan
intake area, as well as the output area, through the use of acoustical dampening.
Modern wind tunnel practice calls for installation of sound absorbing walls in
the tunnel circuit near the major acoustic sources (the fans). Noise peaks at
certain frequencies, are negated through the use of absorbing resonators tuned
to the offending frequencies.
An easily measured criterion of success of the design is the distance along a
surface air will travel before the boundary layer changes from laminar to
turbulent flow. The better the initial air quality, the farther the air flows
along the surface before the crucial transition. In The Tunnel VS 1™ model, the
airflow travel distance is far less than conventional wind tunnels. The fight
chamber never experiences the boundary layer from smooth to turbulent flow. The
Tunnel VS 1™ design ensures that the airflow within the chamber is always smooth
and constant.
Terminal Velocity
Terminal Velocity is dependent upon two opposing forces: Gravity and Aerodynamic
Drag. During a skydive; the force of gravity causes a person to accelerate
faster and faster toward the ground. The person’s speed increases by 32 feet per
second for each second they fall. Aerodynamic Drag (friction) will first act to
slow, and eventually stop this acceleration. This is not to say the person will
stop falling, only that the speed at which they are falling will become constant.
Terminal Velocity is the speed attained when the balance of these two opposing
forces is reached. The typical Terminal Velocity reached during free fall is
around 120 mph. However, advanced skydiving training techniques and various
skydiving disciplines require a terminal speed of 150+ mph. In a Vertical Wind
Tunnel, if the speed of the air stream is equal to persons Terminal Velocity
then that person will be able to hover in the air stream. It is also possible to
increase, or decrease the aerodynamic drag upon a person through the use of
controlled body positioning and clothing material. With the speed of the air
stream remaining constant, the flyer will be able to hover, soar up or drop down,
move left or right, circle, and go forward and backward. All of this
accomplished just by changing the position of the arms, legs and torso and by
changing the type and thickness of material used.
Airspeed
As specified in miles per hour, The Tunnel VS 1™ airspeed is measure on the
horizontal axis at several plot points along a cross sectional x and y-axis. The
deviation in vertical flow from one plotted point to another on the horizontal
has no more than a 3% variation in measured speed. This is the highest airspeed
found in the flight area. Fan speed, fan angle, the humidity of the air, and the
air temperatures affect the airspeed. The airspeed range necessary for hovering
within the flight chamber is between 100-150mph. The Tunnel VS 1™ is able to
produce the necessary speed through the utilization of proper tunnel design and
the size, displacement, and configuration of the fans.
Diameter
In order for the tunnel to produce the desired air speed (in this case, 150mph),
both the number and size of fans and length and diameter on the flight chamber
are the prime controlling variables. Moving air to reach the desired speed of
150mph, requires enough power (fans) to push the air through the diameter of the
tunnel. The larger the diameter, the greater the need for power. A basic
principle of fluid dynamics shows the relationship between diameter (area) and
speed. With a constant air flow speed at the entrance to the tunnel, over x
diameter, by gradually narrowing the diameter to y, you increase the flow rate (air
speed) over the given area. Hence, while there are no physical limitations to
increasing speed while increasing the diameter, there are exponential cost
factors that limit the capability.
Design Aspects
Safety
Safety plays a significant role in both the design and operation of The Tunnel
VS 1™. Our design specifications and operational procedures take into account
the “what if” of possible safety scenarios. We have illustrated several areas of
anticipated concern below:
• Particle contamination into the air stream at the intake fans: In anticipation
of persons whom might be inclined to “see what they can throw into the intake
fans”, we have covered the fans with a protective shield and mesh and have
burried them 20 ft. below grade within a cement basement. The inner mesh layer
keeps out items such as bugs, leaves, twigs etc. while the outer layer keeps
away large objects, animals and people.
• People getting “sucked” into the fan: There is no danger of any person (child
or adult) being “sucked” into the fans do to the very low intake speed (20 mph)
right at the fan intake itself. There is not enough suction force generated by
the fans to pull large objects into the fan intake. In addition, the areas
around the fans are not accessible to the general public.
• Participants being “shot out” of the top of the tunnel: The usable flight
chamber area within the structure is 20ft. below this area is a protective mesh
that allows the air to flow through into the flight chamber. This design also
allows the participants to stand. Above the flight chamber area, the diameter of
the structure increases in width on a 5 degree angle extending another 80 ft to
the top. Both the increase in height and sloping increase in diameter affect the
velocity of the air leaving the flight chamber area slowing it down dramatically.
This factor alone, even at The Tunnel VS 1’s™ highest operating speed of 150mph,
would not allow a person to have enough force (velocity) against their drag and
pull of gravity to move them up through the upper area of The Tunnel VS 1™. The
participant would simply de-accelerate to their respective terminal velocity
“height” within the chamber and then become stabilized in a stationary hover. In
addition, the operating speed of the air flowing into the flight chamber is
monitored and controlled by the flight chamber operator. In operation, the air
speed is adjusted to the weight and size of the participant and is constantly
monitored. As a fail-safe, there is an emergency cut off that shuts down the air
flowing into the flight chamber. Activating the cut off would de-accelerate the
airflow quickly. However, participants within the airflow would float down the
air stream to a recovery point. At no time can a participant ‘fall” out of the
air stream onto the mesh floor below.
• Participants physically bouncing off of the walls and floor: Operationally,
each participant enters into the flight chamber by being physically placed into
the air stream by a VWT coach. The coach is within the flight chamber, together
with the participant, at all times. The coach is there to keep the participant
stable throughout the entire flight. The coach uses either hand signals to
communicate body position/body awareness to the participant, by physically
moving the participant into a better body position, or by a combination of both.
The flight control operator, who has an unobstructed view of the flight chamber
area, monitors the flight and can adjust the airflow speed either up or down, to
insure the participant’s proper level. Within the flight chamber area, the walls
are covered with two layers of an integrated protective padding. The outer layer,
which participants come in contact with, being sponge like to cushion impact and
the inner layer, being more dense, to absorb impact and spread the impact force.
This dual layer combination offers superior protection and minimizes any
possible injuries.
