Аэротруба что это такое: Что такое аэротруба? Как устроена и принцип работы аэротрубы

Что такое аэротруба? Как устроена и принцип работы аэротрубы

С появлением аэродинамической трубы любители экстрима могут наслаждаться свободным полетом в воздухе без риска для здоровья. Тренажер имеет безопасную, продуманную конструкцию, потому практически не имеет ограничений и может быть испытан широкой аудитории посетителей.

Немного истории: цели использования аэродинамической трубы

Наши предки с незапамятных времен мечтали о свободном полете и пытались создать аппараты, которые поднимут их к небесам. С годами было сделано десяток научных открытий и человечеству стали доступны различные технические средства, позволяющие преодолеть земную гравитацию. Одна из таких разработок – вертикальная аэродинамическая труба. Первую аэротрубу сконструировали в 1871 году в Великобритании. Устройство предназначалось для научных испытаний – с его помощью наблюдали за поведением твердых тел в потоке воздухе. Одновременно с тем аэродинамическая труба была построена в России. Оборудование использовалось для разработок и испытаний в военном деле. Изобретение аэротрубы стало большим вкладом для авиационной промышленности – она помогала тестировать парашюты, самолеты и другие летательные аппараты.

Для полетов человека аэротрубу стали применять только в 1964 году в США. Установка помогала отрабатывать необходимые навыки космонавтам и спортсменам-парашютистам. Лишь только в 2000-х годах это изобретение стало использоваться как аттракцион. Свободные полеты в воздухе вызывают у людей потрясающие и незабываемые эмоции, что способствует популяризации такого развлечения. Два огромных аэродинамических тренажера подойдут как для новичков, так и для профессиональных спортсменов, желающих повысить уровень своего мастерства при спуске с парашютом. Попробуем разобраться, что это такое аэродинамический симулятор?

Конструкция и принцип работы аэродинамической трубы

 Аэротруба – это специализированный тренажер, что позволяет испытать ощущения свободного падения. Раньше подобные эмоции можно было пережить, только прыгнув с парашютом. Однако немногие готовы рискнуть жизнью, сиганув с самолета. Такое развлечение опасно, не каждому под силу преодолеть страх высоты. Аэротруба как аттракцион вполне безопасен. Пройдя инструктаж, посетитель легко освоиться в воздушном пространстве. Принцип действия технической установки основан на нагнетании воздуха. Аэротруба работает за счет одного или нескольких крупных вентиляторов, которые создают мощный воздушный поток скоростью 190 до 260 км/ч в вертикальной трубе. Конструкции современных тренажеров отличаются по нескольким параметрам:

• Расположением вентилятора. Он может находиться в верхней или нижней части трубы.
• Размером полетной зоны. Оборудование отличается высотой и диаметром.
• Скоростью воздушного потока. Показатель зависит от мощности вентилятора аэротрубы.

Чтобы обезопасить человека, находящего внутри тренажера от травм, полетная зона ограждена специальной металлической сеткой. Она не позволит посетителю попасть в лопасти вентиляторов аэротрубы. В течение всего времени полета за рабочей зоной наблюдает оператор. Он регулирует скорость потока в зависимости от физической подготовки и навыков клиента. Перед каждым сеансом в аэродинамическом тренажере посетитель проходит инструктаж. В процессе тренер расскажет, как устроена аэротруба, ознакомит с техникой безопасности и проинформирует, что следует делать, находясь внутри симулятора. Опытный персонал поможет быстро привыкнуть к состоянию свободного падения, овладеть телом и за несколько сеансов совершать несложные трюки. Как работает аэротруба и ее принцип действия станет более понятен на практике.

Аэродинамический тренажер: развлечение или спорт?

 Многие специалисты до сих пор расходятся во мнении, аэротруба что это: спортивный тренажер или экстремальное развлечение? Сегодня техническое устройство соединяет в себе несколько функций. Парашютисты тренируются в аэротрубах, чтобы улучшить профессиональные навыки и отточить трюки. Специалисты утверждают, что аэродинамический полет сравним с парашютными прыжками. Он дает в полной мере ощутить, что такое состояние свободного падения. Потому желающие совершить затяжной прыжок с парашютом изначально пробуют свои силы в аэротрубе. Для детей аэродинамический тренажер служит своеобразным увлекательным аттракционом.  Для взрослых аэротруба – это прекрасный активный отдых, интересный способ провести досуг.

Благодаря тому, что аэродинамическая установка устроена как тренажер, кроме приятных эмоций вас ожидает:

• Находясь внутри аэротрубы, посетитель активно сжигает калории.
• При таких нагрузках прекрасно работает мышечный корсет, улучшается координация движений.
• Другие экстремальные развлечения вряд ли подарят столько положительных эмоций как аэротруба. Организм во время тренировок синтезирует гормон счастья, который укрепляет нервную систему и улучшает иммунитет.

Аэротруба устроена просто, однако ее применение довольно широко. Нередко походы в аэродинамический комплекс превращаются для людей в хобби. Сегодня часто проводят спортивные соревнования по полетам в трубе, где участники соревнуются в мастерстве, исполняют сложные трюки и даже танцуют. Большие достижения начинаются с малого. Запишитесь на первый сеанс полета в аэротрубе на удобное время. Кроме того, у нас можно купить подарочный сертификат, чем вы порадуете своих родных или близких.

Свободные полеты: от мала до велика

 Принцип действия аэротрубы понятен, теперь осталось разобраться, кого допускают к данному виду развлечений. При соблюдении техники безопасности аэродинамический тренажер не причинит вреда здоровью человека. Главное в аэротрубе избегать касаний в боковые стенки, не хвататься за защитную сетку. К полетам допускаются даже дети (от 4 лет) и пожилые люди (до 70 лет). Показатели достаточно условны – все зависит от веса (он должен находиться в пределах 20-130 кг), состояния здоровья и физической формы. Аэротруба – это тренажер с минимальным списком противопоказаний. Не рекомендуют совершать полеты:

• беременным;
• лицам с психическими отклонениями;
• при наличии заболеваний опорно-двигательной системы, остеопороза;
• людям, недавно перенесшим травму.

Приглашаем всех желающих полетать в аэродинамической трубе и провести торжественные мероприятия в пределах центра. Наша команда организует великолепный праздник, будь то детский день рождение, корпоративное мероприятие или другое значимое событие. Сеансы полетов в аэротрубе станут неотъемлемой частью развлекательной программы. К услугам клиентов большой конференц-зал, хороший ресторан с собственной кухней, квалифицированный персонал, способный позаботиться о вашем комфорте. Окунитесь в мир удовольствия и экстрима. 

Аэротруба – популярный вид спорта и развлечения

Любители экстремальных видов спорта благодаря аэротрубе покорили гравитацию. Больше нет необходимости рисковать жизнью ради полета – достаточно просто приехать в специализированный комплекс.

Конструкция аэротрубы позволяет использовать ее как аттракцион и спортивного тренажер для приверженцев парашютного спорта, воздушной акробатики и других дисциплин.

Аэрдинамическая труба – безопасный свободный полет

Конструкция аттракциона проста. Он состоит из вертикальной прозрачной трубы высотой более 10 метров и диаметром от 2 до 5 метров, вентилятора и двигателя. Надувающая труба имеет винт снизу (для безопасности он закрыт батутной сеткой). Высасывающий тип конструкции предполагает наличие винта сверху (сетка установлена с двух сторон).

Оператор, управляющий аэродинамической трубой, может изменять скорость потока воздуха. Она варьируется от 200 до 250 км/ч.

Нужна ли специальная подготовка перед полетом

Подарочный сертификат в аэротрубу от «Территории полета» станет отличным подарком на любой праздник опытному экстремалу и человеку без подготовки. К полетам допускаются дети от 5 лет (вес более 25 кг).

Подготовка к развлечению не требуется. Нужно приехать за 30 минут до начала, переодеться и отправиться на инструктаж. Опытный тренер расскажет про технику безопасности. Из-за шума воздуха будет невозможно разговаривать, поэтому всем участникам придется запомнить несколько простых жестов для общения с инструкторами в процессе полета.

Все, кто собирается полетать в аэротрубе в Москве впервые, обязательно проходят «предполетную подготовку». Тренер объяснит, как вести себя, какие позы необходимо принимать во время полета, как взлетать вверх и что такое свободное падение.

Какую пользу можно получить, если летать в аэротрубе регулярно

• Полет поможет легко и весело сбросить лишний вес. Исследования показали, что получасовое выполнение трюков в данном аттракционе по количеству сожженных калорий равно марафону длиной в 42 км.
•   Это идеальная возможность улучшить координацию движений. Отсутствие гравитации позволяет ощутить тело по-другому.
•   Плюс это оригинальный, но действенный способ укрепить иммунитет. Во время развлечения происходит выработка «гормона счастья» и улучшается работа нервной системы.

Способы полетов в аэротрубе

 

•  Хед даун – упражнение для желающих полетать вниз головой (в перевернутом положении).
•   Бэкфлай – участник «летает на спине» (отличный способ для нагрузки на мышцы спины и конечностей).
•   Ситфлай – человек буквально сидит на воздушном потоке, опираясь на спину, ступни и заднюю поверхность бедер.
•   Хед Ап – традиционный полет в вертикальном положении головой вверх.
•   Фрифлай – способ полета, при котором постоянно изменяется положение тела.

Полеты в аэротрубе – это серьезный спорт

Аэротруба предоставляет возможность выполнять трюки, которые привлекают любителей парашютного спорта. Сегодня проводятся чемпионаты по успешно практикующимся акробатике, фрифлаю, фристайлу и другим дисциплинам. Отдельно стоит отметить танцы в аэродинамической трубе. Международные соревнования WindGames привлекают участников и зрителей неповторимой атмосферой и зрелищными выступлениями: участники поднимаются на большую высоту и выполняют сложнейшие трюки.

Как приобрести сертификат на полет в аэротрубе в Москве

Для того, чтобы оставить заявку или уточнить стоимость полета в аэротрубе, прямо сейчас перейдите на страницу сайта, посвященную данному развлечению или позвоните по указанному вверху сайта телефону. После оплаты вы получите сертификат удобным способом: на электронную почту, через пункты выдачи Boxberry или лично в руки (при оформлении доставки курьером).

Boom — FlyBy — Что такое испытания в аэродинамической трубе?

От конькобежцев до космических кораблей, инженеры используют испытания в аэродинамической трубе для достижения оптимальной аэродинамики и производительности

Испытания в аэродинамической трубе могут использовать мощь новых технологий, но концепции испытания воздушного потока уже сотни лет.

На протяжении веков изобретатели пытались воспроизвести движение воздуха над самолетами, транспортными средствами и другими объектами. Но за последние 100 лет технологические достижения сделали сложные испытания в аэродинамической трубе реальностью для дизайнеров и производителей всех видов продукции, включая автомобили, ветряные турбины и даже одежду.

В преддверии предстоящих испытаний Boom в аэродинамической трубе своего сверхзвукового авиалайнера Overture, вот пример того, как аэрокосмические инженеры воссоздают силу ветра для оптимизации аэродинамики и производительности множества конструкций.

Что такое аэродинамическая труба?

Аэродинамическая труба представляет собой конструкцию, через которую проходит воздух, обычно в виде воздуховода, по которому воздух приводится в движение вентиляторами с электроприводом (или другим аналогичным механизмом). Тип и размер используемой аэродинамической трубы зависит от размера испытываемого объекта, а также от желаемых условий потока.

Существует множество различных типов аэродинамических труб, но их обычно классифицируют в зависимости от скорости движения транспортного средства: дозвуковые, околозвуковые (от 0,8 до 1,2 Маха) и сверхзвуковые.

Аэродинамические трубы обычно используются для испытаний самолетов, а также автомобилей, космических кораблей и почти любых инженерных приложений, для которых имеет значение воздействие воздушного потока на тело, даже мячи для гольфа.

В некоторых аэродинамических трубах можно разместить полномасштабные модели, но из соображений практичности и стоимости большинство из них предназначены для миниатюрных моделей. В США находятся одни из крупнейших в мире аэродинамических труб в Исследовательском центре Эймса НАСА в Калифорнии. Объект включает в себя аэродинамическую трубу размером 40 × 80 футов (12 × 24,3 метра) (на фото ниже) и испытательную секцию размером 80 × 120 футов (24 × 36,5 метра). Он состоит из шести вентиляторов диаметром 40 футов (12 метров) и содержит 15 больших лопастей из ламинированного дерева. Каждая лопасть вентилятора имеет длину 12 футов (3,6 метра) и весит более 800 фунтов (362,8 кг). 900:05 Члены экипажа Arnold Engineering Development Complex опускают тестовую установку конвертоплана НАСА/армии в аэродинамическую трубу размером 40 на 80 футов в Моффет Филд в Калифорнии. (Фото предоставлено ВВС США)‌‌

Что можно проверить в аэродинамической трубе?

Аэродинамические трубы используются для испытаний практически всего, что движется по воздуху, от парашютов и тракторных прицепов до космических кораблей, ракет и дронов. Инженеры также используют аэродинамические трубы для оптимизации таких технологий, как плавучие ветряные турбины и работа корабельных вертолетов (чтобы помочь оптимизировать конструкцию лопастей несущего винта и работу в ветреных морских условиях).

Но аэродинамические трубы не ограничиваются только транспортными средствами и объектами. Спортсмены и тренеры используют аэродинамические трубы для проверки аэродинамического сопротивления спортсменов. Поскольку спортсмены постоянно меняют положение тела во время занятий спортом, инженеры измеряют аэродинамическое сопротивление для их основных положений, характерных для конкретного вида спорта.

Модель несущего кузова X-24B готовится к испытаниям в аэродинамической трубе по совместной программе ВВС США и НАСА в 1974 году. Целью испытаний является получение данных для сравнения с полетными данными, полученными на базе ВВС Эдвардс в Калифорнии. . (Фото предоставлено Национальным архивом)

Какими были первые аэродинамические трубы?

Начиная с середины 1700-х годов, изобретатели стремились лучше понять, как воздух движется над поверхностями, и получить представление о подъемной силе и сопротивлении. Появление «вращающейся руки» продвинуло исследования, но имело свои ограничения. Некоторые изобретатели обратились к природе, чтобы испытать самолет в местах с постоянным сильным ветром, но вскоре поняли, что невозможно воспроизвести постоянные условия полета на пляже или на склоне горы.

Первым, кто спроектировал аэродинамическую трубу, был британский инженер Фрэнк Уэнам, который понял, что, удерживая объект неподвижно и обдувая его воздухом, он может узнать гораздо больше об его аэродинамических характеристиках. По его проекту в 1871 г. была запущена первая аэродинамическая труба.0005

Как работают аэродинамические трубы?

Аэродинамические трубы создают постоянный поток воздуха, обычно с помощью вентиляторов с электрическим приводом. Испытываемый объект не двигается. Это воздух, который движется вокруг стационарного объекта, создавая такое же относительное движение воздуха, которое ожидается в реальной жизни, настолько точно, насколько это возможно. Между тем аэродинамические силы, действующие на объект, такие как сопротивление и подъемная сила, могут быть измерены с помощью точных устройств измерения нагрузки. Характеристики обтекания объекта также можно визуализировать с помощью ряда методов — впрыска дыма и потока масла на испытуемом предмете, и это лишь некоторые из них — предназначенных для того, чтобы «сделать невидимый воздух видимым».

Одни из самых мощных когда-либо созданных электродвигателей находятся в аэродинамических трубах. Вы найдете их в силовой аэродинамической трубе в Центре инженерных разработок Арнольда на авиабазе Арнольд в Теннесси. Здесь расположены три аэродинамические трубы: трансзвуковая (16T) длиной 16 футов (4,8 метра), сверхзвуковая (16S) длиной 16 футов (4,8 метра) и трансзвуковая аэродинамическая труба длиной 1,2 метра (4T). Сооружение высотой с двухэтажный дом и весом с железнодорожный локомотив.

Техники стоят на вращающихся лопастях внутри 16-футового испытательного стенда сверхзвуковой аэродинамической трубы Центра инженерных разработок Арнольда на базе ВВС Арнольд в Теннесси. Фотограф Фил Тарвер сделал этот культовый снимок в 19 лет.60. (Фото Фила Тарвера. Фото предоставлено ВВС США)

Для чего нужны испытания в аэродинамической трубе?

Испытания в аэродинамической трубе помогают изобретателям и производителям лучше понять природу потока воздуха над транспортным средством или объектом и вокруг него, а также его воздействие на этот объект, особенно аэродинамические силы. Аэрокосмические инженеры используют тесты для измерения подъемной силы и лобового сопротивления самолета, а также его устойчивости. Результаты испытаний могут привести к созданию более аэродинамических и экономичных конструкций самолетов.

До появления систем автоматизированного проектирования для усовершенствования конструкции требовалось создание последовательных моделей в аэродинамической трубе, что увеличивало стоимость и временные задержки программ самолетов. С появлением инструментов вычислительной гидродинамики (CFD) инженеры смогли ускорить процесс и виртуально протестировать сотни, если не тысячи конструкций. В результате только самые многообещающие конфигурации доходят до физических испытаний в аэродинамической трубе, что значительно снижает затраты на разработку.

Приблизительно 1977 год. Инженер ARO Inc. регулирует бомбодержатель на модели самолета F-111 во время испытаний в четырехфутовой околозвуковой аэродинамической трубе в Центре инженерных разработок Арнольда на авиабазе Арнольд в Теннесси. (Фото предоставлено Национальным архивом)

Что инженеры могут узнать из испытаний в аэродинамической трубе?

Испытания в аэродинамической трубе проверяют расчеты инженеров и определяют области для улучшения их конструкций. В случае с самолетом испытания помогают инженерам улучшить аэродинамические характеристики — уменьшить лобовое сопротивление и увеличить подъемную силу — при этом обеспечивая устойчивость и управляемость самолета. А когда у самолетов лучшие аэродинамические характеристики, они более экономичны, потому что им требуется меньше энергии для движения по воздуху.

Используют ли инженеры-акустики аэродинамические трубы?

Инженеры-акустики используют аэродинамические трубы для измерения звука, издаваемого транспортными средствами при движении по воздуху. Результаты испытаний помогают им проверять прогнозы и совершенствовать конструкции, что в конечном итоге приводит к созданию более тихого самолета и большего удобства для пассажиров.

Вид с воздуха на Исследовательский центр Эймса НАСА, вид на юго-восток, на переднем плане видна аэродинамическая труба. Снято примерно в 1983 году. (Фото предоставлено Национальным архивом)

Когда Boom начнет испытания Overture в аэродинамической трубе?

Boom приступит к испытаниям Overture в аэродинамической трубе в конце 2021 года. В ходе нескольких раундов испытаний группа инженеров проверит модели Overture в пяти аэродинамических трубах, расположенных в Европе и США. скоростная аэродинамика. В 2017 году группа завершила испытания в аэродинамической трубе сверхзвукового демонстратора XB-1 и перенесла этот опыт в обширную серию испытаний Overture.

Следите за новостями об испытаниях в аэродинамической трубе Overture от аэродинамических и силовых групп Boom.

На этой фотографии, сделанной в 1960-х годах, показаны испытания модели самолета YF-12 в аэродинамической трубе размером 10 × 10 футов в Исследовательском центре Джона Х. Гленна в Льюис-Филд. YF-12 «Blackbird» был экспериментальной версией истребителя-перехватчика разведывательного самолета Lockheed A-12. Это был предшественник SR-71 Blackbird. (Фото предоставлено Национальным архивом)

БУДЬТЕ В СООТВЕТСТВИИ С СКОРОСТЬЮ

---

---

Подпишитесь на информационный бюллетень, чтобы получать новости и идеи Boom прямо в свой почтовый ящик.

---

Как работает аэродинамическая труба?

Как работает аэродинамическая труба? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Транспорт > Аэродинамические трубы

• Дом
• Индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 19 августа, 2021.

Предположим, вы только что спроектировали гигантский новый пассажирский самолет и теперь вы хотите проверить это на самом деле. Вы можете потратить миллионы долларов, строя его из блестящего титана металл и промчаться по взлетно-посадочной полосе, чтобы увидеть, летает ли он на самом деле, но что если вы ошиблись в расчетах? Что делать, если ваш самолет взлетает на двадцать секунд, затем внезапно падает камнем и приземляется на город упакованный с 5 миллионами человек? Это не лучший способ для тестирования что-то такое опасное. Вот почему авиаконструкторы стараются сначала на земле, используя масштабные модели в аэродинамических трубах. Давайте поближе посмотри как они работают!

Фото: Лопасти вентилятора внутри одна из гигантских аэродинамических труб исследовательского центра НАСА в Лэнгли. Обратите внимание на мужчину внутри! Фото предоставлено НАСА в палате общин.

Содержание

1. Зачем нужны аэродинамические трубы?
2. Как работает аэродинамическая труба?
3. Измерение расхода воздуха
4. Проверка статики
5. Кто изобрел аэродинамическую трубу?
6. Узнать больше

Зачем нужны аэродинамические трубы?

Проектирование самолетов, которые будут летать быстро, эффективно и экономически все о том, чтобы воздух плавно обтекал их крылья и мимо их трубчатых тел. Это называется наукой о аэродинамика. Как только самолет в воздухе, нет простого способа увидеть как воздух движется мимо него (хотя у опытного летчика-испытателя хорошая идея, что может быть причиной проблем). Если есть крупный дизайн дефект, самолет вообще не поднимется в воздух. Вот почему каждый современный космический корабль и самолет сначала испытано на земле в аэродинамической трубе: здание в виде трубы через который воздух дует с очень большой скоростью.

Фото: Основная идея: закрепить самолет на земле и дуть воздухом мимо него. Фотография самолета F-86, установленного в полноразмерной аэродинамической трубе размером 40 x 80 футов в авиационной лаборатории NACA Ames, Моффетт Филд, Калифорния, сделанная в 1954 году. Обратите внимание на инженера, стоящего под самолетом. Предоставлено НАСА на Викискладе.

Основная идея аэродинамической трубы проста: если вы не можете сдвинуть самолет по воздуху, почему бы вместо этого не перемещать воздух мимо самолета? С научной точки зрения это точно так же. Если самолет тащит (вызывает сопротивление воздуха), когда он парит в небе, воздух будет перетащите точно так же, когда вы стреляете мимо стационарной модели самолета на земле.

Ничто не мешает вам построить супергигантскую аэродинамическую трубу и испытания модели вашего самолета в натуральную величину — и, действительно, американского У космического агентства НАСА есть такие аэродинамические трубы. Но большинство время гораздо дешевле использовать маленькую масштабную модель самолета в гораздо меньше аэродинамической трубы.

Фото: Тестирование полноразмерной копии самолета Wright Flyer 1903 года в НАСА Полномасштабная аэродинамическая труба Эймса. Предоставлено НАСА на Викискладе.

Как работает аэродинамическая труба?

Аэродинамическая труба немного похожа на огромную трубу, которая накручивается на себя по кругу с вентилятором внутри. середина. Включите вентилятор, и воздух будет дуть по трубе. Добавьте маленькую дверь, чтобы вы могли войти, и тестовую комнату посередине, и, эй! вуаля, у вас есть аэродинамическая труба.

На практике немного больше изощреннее этого. Вместо того, чтобы иметь однородную форму на всем протяжении круглая, труба в одних местах шире, а в других значительно уже. Там, где труба узкая, воздух должен ускоряться, чтобы пройти. чем уже труба, тем быстрее она должна идти. Он работает так же, как велосипедный насос, в котором скорость воздуха увеличивается, когда ты выталкиваешь его через узкое сопло, и как ветреная долина где ветер дует гораздо сильнее, сосредоточенный на холмах по обеим сторонам.

Фото: Аэродинамическая труба похожа на гигантскую трубу. Обратите внимание на широкие внешние секции и гораздо более узкую внутреннюю секцию, где туннель производит высокоскоростной воздух в центральной испытательной лаборатории. Фотография 16-футовой высокоскоростной аэродинамической трубы в аэронавигационной лаборатории Эймса НАСА, Моффет Филд, Калифорния, сделанная в 1948 году. Предоставлено НАСА на Викискладе.

Аэродинамическая труба с узкими секциями — это простой способ наращивания больше скорости, а скорость нам очень нужна.

Для испытания сверхзвука самолету, вам нужна скорость ветра примерно в пять раз выше, чем у ураган. А для испытаний чего-то типа Спейс Шаттла надо дунуть в ветер округлить в десять раз быстрее еще. Какой-то ветер!

Основные части типичной аэродинамической трубы

Художественное произведение: Вид сверху на типичную аэродинамическую трубу.

Загляните в аэродинамическую трубу и, если вам не оторвет уши, вы найдете что-то вроде этого:

1. Приводные двигатели: это гигантские электродвигатели, которые вращают вентилятор.
2. Компрессор: Вентилятор (или вентиляторы), производящие высокоскоростной ветер.
3. Сверхзвуковая скоростная испытательная секция: здесь находится модель самолета.
4. Лопасти: это аэродинамические профили, расположенные по углам, чтобы поворачивать воздух на 90 градусов без потери энергии.
5. Акустический глушитель: в аэродинамических трубах очень шумно! Глушители помогают уменьшить шум и более точно имитировать реалистичный поток воздуха.
6. Лопасти
7. Дозвуковая, низкоскоростная испытательная секция: с другой стороны есть меньшая испытательная камера, где воздух движется немного медленнее.
8. Входные двери: ученые должны как-то попасть внутрь!
9. Осушитель воздуха: Эта секция удаляет влагу из потока воздуха.

Вот один из собственных чертежей аэродинамической трубы в разрезе НАСА, показывающий похожие элементы (и еще несколько, которые я опустил):

Изображение: Ключевые особенности 14-футовой трансзвуковой аэродинамической трубы Эймса. Предоставлено НАСА на Викискладе.

Рекламные ссылки

Измерение расхода воздуха

Фото: Хотите провести небольшое испытание в аэродинамической трубе, но не можете позволить себе миллионы вам нужно будет потратить на все это причудливое оборудование? Нет проблем: для этого есть приложение! Найдите «аэротрубу» в вашем любимый магазин приложений, и вы найдете немало симуляторов, в которые можно играть на смартфоне или планшете. Это снимок экрана, который я сделал с помощью бесплатного приложения Wind Tunnel Lite от Algorizk, которое позволяет вам протестировать несколько основных форм (например, автомобили и аэродинамические поверхности) при разных скоростях ветра. Существует также профессиональная версия, которая позволяет вам контролировать гораздо больше параметров (тяга винта, вязкость жидкости, трение и скорость ветра). Стоит обратить внимание на учителей!

Воздух невидим, так как же узнать, летит ли самолет хорошо или плохо внутри туннеля? Есть три основных способа. Вы можете использовать дымовую пушку, чтобы окрасить воздушный поток в белый цвет, а затем посмотреть, как дым сдвигается и закручивается, когда он проходит самолет. Вы можете взять то, что называется Шлирен-фотография, которая делает изменения скорости воздуха и показывают давление, так что вы можете видеть их. Или вы можете использовать анемометры (приборы для измерения скорости воздуха) для измерения скорости ветра различные точки вокруг плоскости. Вооружившись вашими измерениями и множество сложных аэродинамических формул, можно понять насколько хорошо или плохой ваш самолет и будет ли он действительно держаться в небе.

Как только вы будете счастливы, вы можете построить себе прототип (тестовая модель) и попробуйте это в действительности или уговорите кого-нибудь еще попробовать это для вас. Летчики-испытатели зарабатывают огромные деньги из-за риска, который они брать. Но они намного счастливее, пристегнувшись к своим сидят, зная, что все, что они собираются попробовать, уже проверено в аэродинамической трубе!

Испытание статики

Хотя аэродинамические трубы наиболее известны испытаниями новых самолетов и космических ракет — транспортных средств, через (теоретически) статический воздушный поток — их можно использовать и обратным образом: для имитации того, как быстро движущиеся ветры повлиять статические конструкции, такие как высотные здания и мосты. Архитекторы и инженеры-строители должны учитывать не только нагрузки, которые сильный ветер оказывает на их конструкции (буквально, могут ли здания снести), но и то, как такие вещи, как небоскребы, ловят ветер и отбрасывают его на уровень земли, создавая «нисходящие потоки» и потенциально опасные вихри, которые могут дуть люди с ног. Подобные проблемы легко изучать и исправлять, используя реалистичные модели в аэродинамических трубах.

Кто изобрел аэродинамическую трубу?

Фото: проект NASA 1948 года для сверхзвуковой аэродинамической трубы. Предоставлено Исследовательским центром Эймса НАСА.

Большинство людей согласится с тем, что братья Райт провернули ловкий трюк, когда сделали первый полет с двигателем в декабре 1903 года. Какой-то трюк! Они потратили годы на изучение аэродинамики и совершенствуя конструкцию своих крыльев, которые называли «самолетами».

В то время как Райт проводил большую часть своих испытаний на открытом воздухе, современные самолеты чаще испытывают в помещении — благодаря Проницательность британского авиаконструктора-самоучки Фрэнка Уэнама (1824–1819 гг.)08), который изобрел аэродинамическую трубу в 1871 году. В отличие от огромных современных туннелей, оригинал Уэнама имел (как он сам выразился) «ствол 12 футов [3,7 м] в длину и 18 дюймов [46 см] в квадрате, чтобы направлять поток горизонтально, и параллельным курсом», а воздух, свистящий вокруг него, двигался со скоростью не более 64 км/ч (40 миль в час).

Сравните это с крупнейшей в мире современной аэродинамической трубой в Исследовательском центре Эймса НАСА, которая более чем в 100 раз длиннее (430 м или 1400 футов в длину), имеет тестовую секцию общей площадью 24 м × 37 м (80 футов × 120 футов) и производит ветер. до 185 км/ч (115 миль в час). Подобные современные аэродинамические трубы в огромном долгу перед забытыми пионерами, такими как Уэнам, чьи идеи помогли открыть современную науку об аэродинамике, позволив миллионам из нас подниматься в небо каждый божий день!

Дополнительная литература

• Столетие летной комиссии США: первые аэродинамические трубы: хорошее введение в разработку аэродинамических труб пионерами, такими как Фрэнк Уэнам. [Страница из архива The Wayback Machine.]
• Аэродинамические трубы НАСА: Глава 1: В поисках чего-то лучшего: собственный отчет НАСА о ранней истории аэродинамических труб и о том, как они произошли от «вращающихся рукавов».

Узнать больше

На этом сайте

• Аэродинамика
• Самолеты
• Авиационные реактивные двигатели
• Компрессоры и насосы

На других веб-сайтах

• Руководство для начинающих по аэродинамическим трубам: исчерпывающие вводные материалы от НАСА, включая историю, методы испытаний, теорию аэродинамики и математику. Также есть раздел о том, как построить собственную аэродинамическую трубу для школ.

Статьи

• Октябрь 1960 г.: высокоскоростные аэродинамические трубы, разработанные Джоном Экселлом. Инженер, 15 октября 2014 г. Увлекательный взгляд на классику, 19Испытательные установки 60-х годов недалеко от Престона, Англия.
• 27 мая 1931 года: аэродинамическая труба позволяет самолетам «летать» по земле Джейсона Паура. Wired, 27 мая 2010 г. Празднование первой в мире полномасштабной аэродинамической трубы, которая открылась в Лэнгли-Филд недалеко от Хэмптона, штат Вирджиния, в мае 1931 года.
• Внутри массивной аэродинамической трубы GM, автор Чак Скуатриглиа. Wired, 16 октября 2008 г. На что на самом деле похожа аэродинамическая труба внутри? Предлагаем вашему вниманию увлекательный фототур по тоннелю, предназначенному для испытаний автомобилей.
• Ultimate Test, автор Макс Гласкин: инженер, 15 января 2008 г. Как индустрия автоспорта использует аэродинамические трубы для катящихся дорог.
• Борьба в аэродинамической трубе, чтобы не допустить звука, Джим МакГроу. Нью-Йорк Таймс. 21 октября 1998 г. Старая, но интересная (и до сих пор актуальная) статья, описывающая, как автопроизводители используют испытания в аэродинамической трубе, чтобы уменьшить неприятный шум ветра.
• Аэродинамические трубы, используемые по-новому, Вальтер Томашевски. The New York Times, 30 августа 1970 г. Статья из архива Times объясняет, как аэродинамические трубы использовались для таких вещей, как проектирование небоскребов в конце 1960-х годов. Одним из заметных пионеров этой работы был Джек Чермак из Университета штата Колорадо.
• Аэродинамическая труба Райта 1901 года: Wright-Brothers.org, без даты. Увлекательный фотографический взгляд на туннель, который Райты использовали для своих экспериментов (второй в США).

Книги

• Испытания низкоскоростной аэродинамической трубы Джуэл Б. Барлоу, Уильям Х. Рэй и Алан Поуп. Wiley, 2015. Один из классических учебников, особенно посвященный автомобилям, мостам и другим низкоскоростным приложениям.
• Испытания высотных зданий в аэродинамической трубе Питера Ирвина и др. Routledge, 2013. Введение в ветровые испытания для архитекторов и инженеров-строителей.
• Аэродинамика: избранные темы в свете их исторического развития, Теодор фон Карман. Дувр, 2004 г. (перепечатано с оригинала 1957 г.). Классический обзор одного из пионеров современной аэродинамики.
• Иллюстрированное руководство по аэродинамике Хьюберта К. Смита. McGraw-Hill Professional, 1992. Практическое руководство для пилотов.

Патенты

Для получения более глубоких технических деталей стоит взглянуть на патенты — и вот несколько примеров, которые я привел для вас. В файле есть еще десятки, некоторые из них касаются конструкции туннеля, а другие сосредоточены на том, как можно поддерживать или перемещать модели для имитации реалистичных движений самолета. Вы можете найти гораздо больше, выполнив поиск в базе данных USPTO (или альтернативе, такой как патенты Google):

• Патент США 1,635,038: Аэродинамическая труба для полета моделей, автор Элиша Фалес, 5 июля 1927 г. Фалес работал в ВВС США и внес важный вклад в науку об аэродинамике. В 1918 году, работая с Фрэнком Колдуэллом, он построил первую высокоскоростную (хотя и дозвуковую) аэродинамическую трубу в Соединенных Штатах для проверки конструкции гребного винта.
• Патент США 2 152 317: Аэродинамическая труба и метод определения контуров обтекания Альберта Дж. Крамера, 28 марта 1939 г. В этом патенте описывается подготовка моделей для испытаний в аэродинамической трубе.
• Патент США 2,677,274: Аппарат сверхзвуковой аэродинамической трубы Аллена Э. Пакетта, 4 мая 1954 г. Когда самолеты направлялись к звуковому барьеру, аэродинамические трубы тоже! В этом патенте описаны некоторые проблемы испытаний в высокоскоростной аэродинамической трубе и пути их решения.
• Патент США 2 711 648: Механизм поддержки модели в аэродинамической трубе. Ральф Карлстранд, Northrop Aircraft, Inc., 28 июня 1955 г. Как моделировать вибрации и флаттер в аэродинамической трубе, если ваша модель неподвижна? Вам нужен механизм, который может воспроизвести эти движения в вашей модели.
• Патент США 3 111 843: Гиперзвуковая аэродинамическая труба Раймонда Фредетта, Cook Electric, 26 ноября 1963 г. Есть ли предел скорости, с которой могут летать самолеты? Аэродинамические трубы помогают нам это выяснить.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.