Как сделать аэродинамическую трубу своими руками

Проект спортивной вертикальной аэродинамической трубы для тренировки парашютистов

Идея о постройке спортивной аэродинамической трубы в Самаре не нова и рассматривалась уже много раз, но каждый раз не находила развития из-за большого объема потребных вложений. Современные аэродинамические трубы для тренировок парашютистов — это сложные инженерные сооружения, бюджет которых исчисляется в миллионах долларов. В России только недавно открыли первую вертикальную трубу замкнутого типа для тренировки парашютистов в Чехове, под Москвой, построенную по американскому проекту. Работы по этой трубе затянулись из-за сложностей в подключении электроэнергии для четырех электродвигателей, суммарная мощность которых более 1.3 мегаватта и из-за большой стоимости проекта.
В то же время в мире имеется большой опыт постройки аэродинамических труб на двигателях внутреннего сгорания, авиационных и дизельных.
В России успешно эксплуатируются трубы Аэропоток и Торнадо, работающие на автомобильных и танковых дизелях, мощностью от 500 л.с. до 1000л.с.

Применение автомобильных дизелей позволяет при тех же характеристиках потока, снизить затраты на постройку трубы в несколько раз, правда при этом возрастают эксплуатационные затраты, но не более чем на 15 %, что позволяет быстрее окупить проект. Спрос на тренировки в Чеховской трубе настолько велик, что планируется перевести ее на круглосуточный режим работы, что пока ограничивается наличием инструкторов.
К недостаткам труб Аэропоток и Торнадо можно отнести низкую скорость потока и неравномерность потока по сечению рабочей части, что не позволяет использовать их для тренировок спортсменов высокого уровня подготовки. Фактически, трубы такой аэродинамической схемы пригодны лишь в качестве аттракционов.
Было принято решение о разработке аэродинамической трубы с высокими характеристиками потока. Проект предусматривает разработку силовой установки на базе широко распространенных турбодизелей ЯМЗ 7511 , мощностью по 400л.с., которые устанавливаются на грузовых МАЗах. Для этого проектируется, изготавливается и испытывается шестилопастной вентилятор, рассчитанный на потребляемую мощность в 400л.с. диаметром 3м с тяговым усилием около 1.5 тонн. Все аэродинамические расчеты, и разработка геометрии вентилятора проводятся на кафедре Аэрогидродинамики СГАУ с непосредственным участием зав. кафедрой — проф. Шахова В.Г. Разработка технологии и изготовление лопастей вентилятора взяла на себя фирма «Авиаспектр», имеющая более чем пятнадцатилетний опыт разработки и изготовления воздушных винтов для легких самолетов и дельталетов, а так же производства силовых конструкций из стеклопластика.

Проектирование конструкции аэродинамической трубы, ее узлов и агрегатов ведется специалистами конструкторского бюро Аэросамары, имеющими большой опыт в создании легкой авиационной техники. Разработанная ими система проектирования, основанная на сочетании аэродинамического моделирования с экспериментами в аэродинамических трубах СГАУ, а так же применение трехмерного моделирования при разработке конструкций позволил им создать ряд удачных моделей легких самолетов.

Для отработки и снятия характеристик винто-моторной группы строится экспериментальная аэродинамическая труба с диаметром рабочей части 2.2 м. Компоновка трубы была выбрана из условий обеспечения минимального сопротивления, что позволяет получить максимальную скорость потока в рабочей части — до 65м/с. В этом случает трубу можно будет использовать для тренировки профессиональных спортсменов. На базе такой силовой установки можно скомпоновать одно-, двух-, трех- и четырехмоторные аэродинамические схемы как открытого так и закрытого типа с диаметром рабочей части до 5м.
Была скомпонована аэродинамическая схема, позволяющая отнести вентилятор достаточно далеко от рабочей части и, за счет применения сужающегося сопла с выравнивающей решеткой (хонейкомб) получить равномерное поле скоростей в рабочей части.

Предварительные аэродинамические расчеты показали, что для получения максимальной скорости в рабочей зоне, необходимо уменьшать сопротивление выходного диффузора. Это можно сделать либо увеличив его высоту, либо применив диффузор другой формы. Была изготовлена модель ступенчатого диффузора и проведены продувки на исследовательском стенде СГАУ. Параллельно были проведены расчеты численным методом в расчетном пакете.

Полученный коэффициент сопротивления оказался слишком большим и позволял получить скорость в рабочей зоне не более 55 м/с в случае полного совпадения реальных характеристик винтомоторной группы с расчетными. Была найдена и оптимизирована другая форма диффузора, имеющая приемлемое сопротивление

Были проведены расчеты на прочность лопастей, вала вентилятора и ступицы вентилятора с использованием расчетного пакета методом конечных элементов.

Проектирование узлов и деталей конструкции аэродинамической трубы проводится с использованием современных проектировочных прикладных пакетов.

Изготовление лопастей вентилятора проводится опытными специалистами с использованием отработанных технологий, позволяющих обеспечить высокую прочность и долговечность изделия, а так же возможности доработки формы лопасти по результатам испытаний. Для этого была принята конструкция лопасти из высококачественной древесины, оклеенной стеклопластиком. Эта технология широко применяется во всем мире для изготовления винтов легких самолетов.
Для контроля теоретического контура используется плазово-шаблонный метод увязки с применением корзины сечений.

Разработка специального выходного диффузора позволила уменьшить высоту конструкции и отказаться от растяжек, а так же упростило компоновку трубы.

Продолжение истории.

труба AST-1 — техническое описание

Людям, которые любят выходить из самолета во время полета будет любопытно

А вот что думают по этому поводу посетители Аэросамары:

По нашим расчетам, исходя из эксплуатационных характеристик мотора расход топлива составляет 143 гр/л.с. в час.
При цене дизельного топлива 16 руб/литр получаем, что стоимость топлива в час 1220 рублей, а в минуту 20 рублей 33 копейки. Это все при полной мощности.
Амортизация двигателя стоит около 28 руб/час, что в минуту составляет 47 копеек.
Амортизация конструкции трубы — 88.33 руб/час, в минуту — 1 рубль 47 копеек.
В итоге суммарные затраты на технику — 1336 рублей 33 копейки в час. В минуту — 22 рубля 27 копеек.

Затраты на зарплаты обслуживающего персонала, накладные расходы, аренда земли, налоговые отчисления вычисляйте сами исходя из уровня доходов и расходов в вашем регионе.

А вот ваша деятельность 5+.
Как получать информацию о продвижении работы по «трубе»?

Согласен насчет структуры. В планах будем еще ее усложнять, возможно доведем до 2+.

Бизнес на аэротрубе: полет нормальный?

Люди ещё до начала «самолётной» эры мечтали «летать как птицы». Сегодня это уже не столь актуально. У каждого есть возможность «победить гравитацию» в набирающем популярность аттракционе «аэродинамическая труба».

Долгие годы это устройство предназначалось для моделирования поведения самолетов в воздушных потоках, но в 1981 году инженер Джин Гермейн запатентовал вертикальную дозвуковую аэротрубу для подготовки парашютистов. Уже тогда было понятно, что этот аппарат можно использовать в коммерческих целях, но у него был существенный недостаток – запредельная цена.

К 2010 году благодаря новым технологиям удалось снизить стоимость аттракциона до уровня, при котором появился потребительский спрос. Как следствие, многие предприниматели заинтересовались новой нишей, тем более что производители оборудования убеждают, что развлекательная аэротруба – бизнес, который способен озолотить инвесторов. Но так ли хороша эта идея для бизнеса на самом деле?

Аэротруба: краткий обзор рынка

Из-за высокой стоимости «аэротрубы» предприниматели опасаются устанавливать аттракционы в небольших городках, отдавая предпочтение торгово-развлекательным центрам в региональных мегаполисах. Но и здесь редкие предприниматели могут похвастаться хорошим трафиком. На форумах можно найти посты, в которых юзеры пишут о своём разочаровании.

«Сейчас экстрим-развлечения хватает, — пишет «форумчанин» с ником asund#71. – Это сноуборд, скейтинг-ринг, кайтинг, роуп-джампинг, квесты…. Хотя клиентов, которые ищут острые ощущения, много, не думайте, что будет очередь».

На вопрос, «хотели ли вы посетить аэротрубу», сказали – “да” порядка 15 % молодых людей в возрасте от 18 до 30 лет. Он сообщили, что мечтают «победить гравитацию», даже если придется отдать 5 тысяч рублей за 10 минут полета. Применительно к России речь идет об аудитории потенциальных клиентов численностью 3.6 млн человек, готовых потратить на этот вид развлечения суммарно 1.5 млрд рублей в год.

В действительности доходы владельцев аэротруб куда скромнее. И дело не только в текущем экономическом кризисе. Низкий спрос свидетельствует о проблемах продвижения бизнеса в конкретных условиях. Иначе говоря, насколько бы замечательной идея ни была, реализовать её может быть проблематично.

«По бизнес плану аэродинамической трубы придётся потратить не один миллион рублей, – отмечает эксперт по малому бизнесу Игорь Малюгин. – Поэтому нужно все тщательно взвесить прежде, чем стартовать. Особо следует обдумать вариант «б» — на случай, если что-то пойдет не так. Например, удастся ли продать бизнес или хотя бы оборудование».

С чего начать бизнес на аэротрубе?

Бизнесмены, которые знают не понаслышке, что такое аттракцион аэротруба, придерживаются разных мнений по поводу того, где её стоит располагать. Кто-то считает, что нужно учитывать сезонный характер бизнеса, поэтому логично предпочесть открытую площадку. Ведь летом всегда хочется чего-то особенного, особенно на курортах. Не обязательно стремиться, чтобы труба для потенциальных клиентов находилась в пешей доступности. Мол, аэротруба — удовольствие дорогое, значит, «победа над гравитацией» будет планироваться заранее. Посетители аттракциона, если решатся купить дорогой билет, приедут на автомобиле.

Другие, напротив, настаивают на размещение аэротрубы в закрытом помещении в ТРЦ или фитнес-центрах, например, рядом со студией скалолазания или в фойе аквапарка.

«Аэротруба в помещении, на первый взгляд, интереснее, хотя бы потому, что будет эксплуатироваться круглый год, — считает Игорь Ромашкин, — С другой стороны, установку конструкции придется согласовать с архитектурой и со службой надзора за эксплуатацией зданий и сооружений. Все будет зависеть от веса аттракциона, энергопотребления, уровня вибрации и шума. Этот вопрос решаем, но нужно быть готовым к высокой арендной плате».

Читайте также  Направляющая для фрезера своими руками

Таким образом, начинать бизнес на аэротрубе нужно с выбора места, и лучше запастись несколькими вариантами. Необходимо учитывать, что помимо 20-25 кв. метров площадки для самого аттракциона и кабины оператора, потребуется еще помещение для раздевалки. Это плюс 10 кв. метров минимум.

На выбор места для аттракциона может повлиять и модификация аэротрубы.

«Прежде чем разрабатывать бизнес план, придется учесть много взаимозависимых факторов: место установки, высоту и диаметр аэротрубы, характеристики её силовой установки, энергоснабжение (подключение к электросети или дизельное топливо) и многое другое, — советует эксперт Малюгин. – В частности, из-за шума жильцы близлежащих домов имеют право потребовать перенести аэротрубу в другое место».

Что касается модели, то здесь действует стандартное потребительское правило: хорошее дешево не стоит. Если есть деньги и уверенность в хорошем трафике, то можно остановиться на признанных во всем мире аэротрубах SkyVentu и Bodyflighret. Хотя воронежские аттракционы «Торнадо» почти не уступают лидерам, зато стоят значительно меньше. Если бюджет сильно ограничен, то выбор невелик — это аэротрубы из Беларуси по цене от 3.5 млн рублей.

Сколько стоит открыть аэротрубу?

После того, как предприниматель выбрал место и остановился на модели аэротрубы, ему нужно составить подробный бизнес план со сметой расходов. А затем строго следовать ему.

Приведем основные шаги бизнес-плана:

  1. Зарегистрироваться либо как индивидуальный предприниматель, либо как собственник общества с ограниченной ответственностью по виду деятельности 93.2 «Деятельность в области отдыха и развлечений».
  2. Найти подходящее помещение или место на открытой площадке и заключить арендный договор — как минимум, на год.
  3. Решить вопрос с охраной будущего аттракциона.
  4. Решить вопрос с энергоснабжением.
  5. Набрать персонал и провести обучение инструкторов.
  6. Приобрести аэротрубу и осуществить ее монтаж.
  7. Разработать маркетинговую политику, рекламное продвижение и мероприятия по презентации аэротрубы.

После этого уже можно открыть аттракцион.

Далее рассмотрим, на что бизнесмену нужно обратить особое внимание.

Персонал

Для нормальной работы аэротрубы потребуются хотя бы 3 человека:

  • директор аттракциона (ответственное лицо);
  • оператор (включает и выключает оборудование, проводит осмотр и мелкий ремонт);
  • инструктор (учит технике полета в аэротрубе, страхует от ошибок). Чтобы посетители остались довольными, а не жалели о бессмысленном и неприятном кувыркании в мощном потоке воздуха, рекомендуется нанимать в качестве инструктора опытного парашютиста.

Маркетинг и реклама

Без активной и систематической рекламы на хороший трафик рассчитывать не приходится. Помимо традиционной пиар-кампании, включающей в себя публикации в СМИ и ролики на местном телевидении, необходимо вести странички в социальных сетях, рассказывая об интересных моментах на аттракционе. Популярной, например, может быть акция «Заключи брак на небесах».

Риски несчастных случаев

Нужно понимать, что далеко не всем можно посещать симулятор эффекта невесомости или свободного падения. В частности, у детей или у пожилых людей могут возникнуть проблемы с дыханием. Такое случается крайне редко, тем не менее, к этому нужно быть готовым.

Сколько понадобиться денег

Для выполнения бизнес плана потребуются такие инвестиции:

Таким образом, предварительные расчеты бизнес плана аэротрубы показывают, что размер первоначальных инвестиций начинается с 4 млн рублей.

«Открыть бизнес на аэротрубе не так уж просто. Как показывает практика, такие аттракционы покупают предприниматели с деньгами, для которых аэротруба является формой диверсификации бизнеса. В этом деле рассчитывать на банковский кредит не приходится, разве только если найдется надежный поручитель”, — комментирует бизнес план эксперт Малюгин.

Какой доход принесет аэротруба и возможные риски

Просчитать, какую конкретно принесет прибыль аэротруба, сложно. В некоторой степени это лотерея. Тем не менее, сегодня этот аттракцион имеет высокий уровень рентабельности, позволяющий даже при малом трафике держаться на плаву. А при наплыве посетителей — озолотиться за считанные месяцы.

При себестоимости 60-80 рублей за минуту полета в аэротрубе стоимость услуги достигает 350-500 рублей за минуту.

“Чтобы проект окупился нужно стремиться к среднему трафику 300 минут в день или 60 посетителей (по 5 минут), — рассказывает Игорь Ромашкин, — тогда срок окупаемости проекта «аэродинамическая труба» не превысит одного года. Увы, в реальности обычно этот срок раза в два больше”.

Заключение

Бизнес на аэротрубе имеет свои «подводные камни», его успех серьёзно зависит от трафика. Для этого бизнеса характерны высокие эксплуатационные затраты – на аренду, техобслуживание аттракциона и персонал. Очень много денег будет уходить на оплату энергии.

Впрочем, у этого предпринимательства есть и существенный плюс — уникальность. Никакие другие симуляторы острых ощущений не могут доставить тех же ощущений, что и аэротруба. За счет этого достигается 3-кратная рентабельность, обеспечивающая стабильность бизнеса даже в сложных условиях. Главное, не ошибиться с местоположением трубы и её моделью.

Настольная аэродинамическая труба

Прибор (I) представляет собой картонную коническую трубу (кожух), расположенную па фанерном основании; перед ее широкой стороной находится вентилятор, вращаемый электрическим двигателем.
Развертку конической трубы вырезают по выкройке (IV) из плотного картона толщиной не менее 1,5 мм. Концы развертки стачивают рашпилем «на ус» и тщательно зачищают шкуркой, затем изгибают выкройку в коническую трубу, смазывают концы развертки столярным или казеиновым клеем и зажимают склеенное место между двумя широкими планками — до полного высыхания.
Аэродинамика — раздел аэромеханики, посвященный изучению движения воздуха, движения твердых тел в воздухе, а также возникающих при этом сил и моментов. Аэродинамика делится на теоретическую, экспериментальную, промышленную и аэродинамику самолета.
Общий вид настольной аэродинамической трубы
Шаблоны деталей ренетки
Отдельные части основания (III) делают из двух слоев фанеры толщиной 3 — 5 мм. Стойки 2, 3, 4 и 5 прикрепляют к доске 1 клеем и гвоздями. Места соединения этих стоек с трубой также смазывают клеем, затем накладывают на них трубу: для большей прочности стенки трубы прибивают небольшими гвоздями к стойкам 2 и 5.
Для выпрямления воздушного потока, несколько закручивающегося от вентилятора, служит картонная решетка (II). Она собирается из 12 лент, вырезанных из плотного, но тонкого картона, желательно — глянцевитого с обеих сторон. Размеры каждой ленты указаны на чертеже (V): в каждой из них делаются прорези до половины ширины. Места соединения лент решетки смазывают клеем. Получившуюся таким образом решетку подгоняют к внутренней поверхности трубы и укрепляют с помощью клея. Надо тщательно следить, чтобы плоскость картонных лент решетки располагалась строго по оси трубы.
Вентилятор представляет собой двухлопастный винт, выгнутый из листового дуралюмина или из латуни толщиной 1 — 2 мм. Выкройку винта (VI) сначала лучше сделать из картона. Вентилятор надевается на вал электродвигателя. Наиболее подходящим будет электродвигатель от швейной машины. Крепление его к стойке ясно из рисунка (VII).
Для измерения скорости воздушного потока в трубе необходим манометр с приемником скоростного напора. На рисунке (VIII) показаны все детали бачка манометра и манометр в собранном виде. Бачок делается из целлулоида толщиной 0,5 — 1 мм. Деталь 13 пред-ставл5 ет собой кольцо, по обеим сторонам которой: приклеены диски 14 и 15. До склейки бачка в деталях 13 и 15 нужно прорезать отверст! я для трубок 6 и 7. Целлулоид хорошо клеится ацетоном.
Скл1 енный бачок проверяют на герметичность. Для этого нужно зажать пальцем конец одной из трубок, выходящих из бачка, и подть в другую трубку. Воздух не должен проходить сквозь щели в бачке. Если воздух проходит, то все швы следует дополнительно ацетоном.

Измерение скорости воздушного потока
Уровень воды в бачке и в наклонной трубке 10 очень чутко реагирует на изменение наклона манометра, поэтому его всегда следует ставить строго горизонтально.
Для измерения скорости воздушного потока манометр ставят перед аэродинамической трубой, направив приемник скоростного напора (трубку 8) в сторону решетки. Поток воздуха, устремляясь в приемник, воздействует на воду, находящуюся в бачке манометра, и поднимает ее уровень на несколько миллиметров в трубке 10. Важно знать, на каком уровне была вода в этой трубке до включения вентилятора и насколько он повысился при включенном вентиляторе. Скорость потока воздуха определяется по разнице этих уровней (h мм) пользуясь формулой.
Как определить характер изменения скорости воздушного потока перед аэродинамической трубой, то есть построить график ее поля? Для этого нужно передвигать манометр так, как показано стрелками на рисунке (IX): при этом приемник скоростного напора должен находиться на расстоянии 50 мм от трубы, не больше, на высоте ее серединьь Затем замеряют скорость потока в шести точках по всему диаметру трубы и в результате получают .

Измерение скорости воздушного потока
кривую изменения скорости потока воздуха по ее сечению. Изображенная на диаграмме (X) кривая характеризует поле скоростей описываемой трубы. Средняя скорость воздушного потока — при использовании электродвигателя от швейной машины — составляет 4,3 метра в секунду.

Измерение подъемной силы крыла
Для измерения подъемной силы крыла (и ряда других опытов) необходимы простейшие аэродинамические весы (XI). Они состоят из коромысла, выстроганного из сосновой рейки, надетого на стальную ось. Ось укрепляется в горизонтальном положении на деревянной Г-образной стойке. На одном конце коромысла находится свинцовый противовес, который можно передвигать для уравновешивания, на другом — втулка для закрепления испытываемой детали.
Со стороны втулки, на коромысле укреплены два крючка «а» и «б». К одному из них подвешивается чашечка для гирь, выштампо-ванная из целлулоида толщиной 0,7 — 1 мм. В середине коромысла укреплена проволочная стрелка. Она располагается перед шкалой, прикрепленной к Г-образной подставке- при горизонтальном положении коромысла стрелка должна указывать на 0.
Для измерения подъемной силы крыла, аэродинамическую трубу ставят горизонтально и перед ней — аэродинамические весы. Чашечку для гирь подвешивают на крючок «а».
В торец модели крыла туго вставляют штырек так, чтобы крыло могло на нем вращаться, то сть менять угол атаки. С торцевой стороны рыла на штырек наклеивается целлулоидная ластинка с бумажной шкалой углов атаки.
К торцу крыла, вдоль хорды, крепят проволочную стрелку, указывающую углы атаки по ранспортиру.
Установив крыло под определенным углом таки, уравновешивают коромысло с помощью виннового противовеса и начинают (то есть пускают в хот вентилятор). Крыло под давлением потока воздуха поднимется вверх. Не останавливая вентилятор, надо класть на чашечку мелкие разновесы до тех пор, пока коромысло с крылом не вернется в прежнее горизонтальное положение. Общий вес разновесов, потребовавшихся для этого, и покажет подъемную силу крыла (при определенном угле атаки) в граммах. После этого нужно убрать разновесы, установить крыло под новым углом атаки, возобновить продувку и снова, с помощью разновесов, определить величину подъемной силы. При отсутствии разновесов можно пользоваться монетами (1 копейка весит ровно 1 г, 2 копейки — 2 г, 3 копейки — 3 г и 5 копеек — 5 г). Таким образом можно замерить значение подъемной силы на каждом угле атаки крыла. г .
Данные замеров заносятся в специальную таблицу. В первой ее графе отмечается угол атаки крыла в градусах (а°); во второй — подъемная сила в килограммах (У); в третьей — показания манометра (И) в миллиметрах; в четвертой — скорость воздушного потока (Г) в м/сек, подсчитанная по приведенной выше формуле (1); в пятой — величина коэффициента псремчой силы (Су).
Безразмерный коэффициент подъемной си-лы Су. зависящий от формы тела и угла атаки, определяется по формуле: .

Читайте также  Как сделать наковальню своими руками

Измерение силы лобового сопротивления
Для измерения силы лобово ния крыла или другого какого-либо тела аэродинамическую трубу ставят вертикально а весы — над трубой, на како ставке (XII). Чашечку весов на-крючок. В остальном поступают также.

Более подробные сведения об исследованиях аэродинамики летающих моделей и их деталей содержатся в следующих книгах и статьях:
Г, В. Миклашевский. Летающие моде-л и. Оборонгиз, 1946.
О. К. Гаевский. Летающие модели планеров. Изд-во ДОСААФ, 1955.
В. П. Казневский. Аэродинамика в природе и технике. Учпедгиз, 1955.
В. С. Скобельцын. В помощь руководителю кружка по аэродинамике. Учпедгиз, 1953.
А. Васильев. Аэродинамика крыла летающей модели. «Крылья Родины», 1955, № 2.
Аэродинамические профилей летаю-«Крылья Родины». 1956,
Л. Белоруссов. исследования щих моделей. № 1.
Н. И. Зыкин. Аэродинамическая . руба и опыты с нею. «Физика в школе», 1953, № 1.
П. Л. Анохин. Настольная аэродинамическая труба. «Техника — молодежи», 1952, № з. Описание небольшой трубы с видимым потоком воздуха.

Юный техник — для умелых рук 1975-10, страница 8

Дымовая аэродинамическая труба, описание которой дастся в этом номере, поможет желающим глубоко изучить основные законы аэродинамики. Эксперименты, поставленные в такой трубе, позволят по-новому подойти к технике моделирования.

Дымовую аэродинамическую трубу пытливые могут дополнительно оборудовать аэродинамическими весами и приборами, что позволит им видеть не только качественную картину обтекания, но и оценить этот процесс количественно. А для этого советуем начать изучение аэродинамики с таких вопросов, как:

— основные характеристики среды полета модели — воздуха;

— главные законы аэродинамики;

— аэродинамические характеристики летательных аппаратов;

— постановка эксперимента в аэродинамике и т. д.

Основательно изученные теоретически и проверенные экспериментально закономерности аэродинамики позволяют конструкторам летающих моделей еще до постройки модели определить ее летные характеристики и качество полета. Таким образом, основой грамотного расчета модели будет не только опыт и случайность хорошего выступления на соревнованиях, а прежде, всего научный расчет аэродинамических характеристик модели и подтверждение расчетов экспериментальными данными.

В дымовой аэродинамической трубе можно поставить не один десяток экспериментов, которые помогут лучше изучить законы аэродинамики. К примеру, можно:

— наблюдать обтекание потоком частей модели [подкосов, обтекателей, надстроек, кабины, пилонов) с разными геометрическими обводами. Оценить аэродинамические силы шара, цилиндра, конуса, овала, пластины по величине зоны возмущения за моделью и сравнить их между собой;

— проследить за картиной обтекания частей модели с разной шероховатостью;

— увидеть, как влияет на обтекание расположение крыла относительно фюзеляжа, взаимозависимость горизонтального и вертикального оперения, обтекание различных профилей крыла и стабилизатора, как работает механизированное крыло;

— понять различные виды и способы управления пограничным слоем потока и т. д.

Все это даст представление о физической картине полета летательных аппаратов, и, в частности, моделей, в воздушной среде.

Инженер А. ВИКТОРЧИК

АЭРОДИНАМИ Ч ЕС К А ДЫМОВАЯ ТРУБА

Опыт, эксперимент в авиации имеет чрезвычайно важное значение. Без исследований в аэродинамических трубах невозможно ни спроектировать, ни построить современный самолет, вертолет или какой-либо другой летательный аппарат. Такие проблемы, как проблемы подъемной силы, аэродинамических нагрузок, действующих на летательный аппарат, решают опытным путем.

Обычно аэродинамические исследования проводятся ие на самих объектах, а на моделях этих объектов в искусственно созданном потоке газа. Экспериментальная установка, которая создает поток воздуха или газа для изучения явлений, возникающих при обтеканнн тел», называется аэродинамической трубой.

Продувая, как говорят специалисты, в аэродинамической трубе модели самолетов, вертолетов, ракет и космических кораблей, конструкторы определяют силы, действующие при полете этих летательных аппаратов, исследуют их устойчивость и управляемость. Эксперименты в •трубе позволяют установить

оптимальные формы летательных аппаратов.

Но порой в аэродинамических исследованиях требуется получить общую картину явления, то есть его качественную характеристику. А это облегчает понимание физической сущности исследуемого явления. Применяя различные способы, делающие поток видимым, можно сфотографировать аэродинамические спектры. По таким спектрам конструкторы летательных аппаратов сразу видят дефекты обтекания всего аппарата и его отдельных частей и могут внести исправления в конструкцию.

Для получения аэродинамических спектров пользуются различными способами. В частности, используют дымовые струйки (дымовой спектр). Такие струйки выпускают в воздушный поток или перед обтекаемым телом, или из отверстия на поверхности самого тела. В этом случае спектры называются дымовыми. Примеры дымовых спектров показаны на рисунке 1. Здесь видно, как происходит обтекание воздухом плоской пластинки, поставлен

ной поперек воздушного потока, и профиля крыла под малым и большим углом по отношению к набегающему потоку. Плавное струйное течение воздуха за пластинкой нарушается и переходит в беспорядочное вихревое. Дымовая пелена видна на некотором расстоянии от пластинки.

Обтекание воздушным потоком профиля крыла под небольшим углом к потоку (этот угол называют углом атаки) плавное. Это соответствует сплошной линии на графике «подъемная сила — угол атаки». При обтекании профиля под большим углом атаки картина значительно меняется. Поток воздуха отрывается в передней части профиля н завихряется за ним. Подъемная сила резко уменьшается (пунктир на линии графика). Нормальный полет при этом невозможен, так как самолет становится неуправляемым.

Наиболее совершенные дымовые спектры получают в специальных аэродинамических дымовых трубах.

Небольшую дымовую трубу вы можете построить сами и наблюдать картины обтекания различных тел, а также частей своих авиамоделей.

Начнем с того, как устроена и как работает аэродинамическая дымовая труба. Она состоит из следующих основных частей: корпуса, коллектора, дымогенератора, веитнляторной установки, гребенки для получения дымовых струек, систем управления моделью, дымовыми струйками н вентилятором.

Корпус ее деревянный, в сечении имеет форму прямоугольника со сторонами 40 50X400 -J- 500 мм. Его можно сделать либо из 8 -:- Ю-миллиметровон фанеры, либо из тонких дощечек. Передняя стенка корпуса прозрачная — нз стекла или плексигласа, задняя — до успокоительной камеры 6 откидная. Для получения хорошей видимости дымовых струек она окрашивается в черный цвет. В центре задней стенки укрепляется на подшипнике штырь управления моделью (см. сеч. Б—Б).

Успокоительная камера 6 отделяется от рабочей части трубы фанерной перегородкой 5. В ней просверливаются отверстия 0 30 мм. К задней стенке камеры крепится кожух центробежного вентилятора 1.

Конструкция самого вентилятора показана на нижнем рисунке. Он изготовляется из любого листового материала толщиной 0,5-^0,8 мм и приводится во вращение электродвигателем типа УАД-72 мощностью 50—60 Вт с максимальным числом оборотов 3000 об/мин. Электродвигатель крепится на основании аэродинамической трубы сзади корпуса. Скорость потока воздуха в трубе регулируется за счет изменения скорости вращения электродвигателя. Поэтому вам придется предусмотреть агрегат для регулировки числа оборотов двигателя. Это может быть реостат типа РСП. Максимальная скорость воздушного потока в трубе получается 8-:-10 м/с.

К левой боковой стороне корпуса трубы плотно, без щелей, крепится коллектор 3, выполненный в виде усеченной пирамиды. Вход коллектора надо затянуть мелкоячеечной сеткой.

Гребенка 8 для получения дымовых струек имеет форму каплевидной трубы (см. общий вид, сеч. А—А), к которой прикрепляются тонкие трубочки с внут-

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

До этого я слышал совсем немного о таком виде спорта (или развлечении . как это квалифицировать!?) и вообще о подобных объектах. Мнение было абсолютно нейтральное — не стремился попробовать «эту ерунду». А вот совсем недавно представилась возможность самому ощутить что это такое — вылететь в трубу (видео меня летающего в конце поста).

Читайте также  Наждачный станок своими руками

Давайте для начала я вам расскажу как устроена аэротруба:

Аэродинамические трубы начали проектировать в 70-е годы XIX века. Это был своего рода научный эксперимент – учёные изучали свойства твердых тел в аэропотоке. Чуть позже трубы стали использовать военные. В них ставили опыты по выявлению обтекаемости самолета и проводили испытания парашютов. Первая в России аэродинамическая труба была построена в 1871 году преподавателем Артиллерийской Академии В.А. Пашкевичем.

В 1943 году, на базе авиа воздушных сил в Дайтоне (США), построили такую трубу, которая теоретически могла поднять в воздух человека. Однако эта труба не была предназначена для полётов. Её строительство обошлось в 750 000 долларов. Труба была оборудована электрическим мотором мощностью 1000 лошадиных сил. Мотор раскручивал 4-х лопастной винт, диаметром почти шесть метров. Скорость его вращения достигала 874 оборотов в минуту.

Наконец-то свершилось долгожданное событие – в 1964 году человек поднялся в воздух в аэродинамической трубе. Это случилось в США, на воздушной базе Райт-Паттерсон, штат Огайо. Первопроходцем в новой области стал профессиональный парашютист Джек Тиффани. Он проводил испытания парашютов для Pioneer Parachute Company. Смельчаку стало интересно, удержит ли его аэропоток. Эксперимент удался. Тиффани стал первым человеком, преодолевшим силу земного притяжения с помощью аэродинамической трубы.

В 1981 канадец Джин Гермейн понял, какое большое будущее может быть у этого изобретения. Он запатентовал и построил первый аэродинамический комплекс для полета человека. С тех пор аэротрубы стали использовать для тренировки парашютистов и военных. Плавный, равномерный поток воздуха даёт ощущение полной реальности полета.

Skyventure of Florida

У парашютистов появился новый, уникальный тренажёр. Аэродинамическая труба – симулятор свободного падения, аналогов которому нет. Это революционное открытие наконец-то позволило человеку взлететь в воздух без каких-либо удерживающих приспособлений. Мощный воздушный поток бережно поднимает человека, позволяя ему свободно парить без риска для жизни и здоровья.

Со временем, полёты в аэротрубе превратились в самостоятельный вид спорта. Особую популярность это направление приобрело после Олимпийских игр 2006 года. Выступление акробатов в трубе стало частью программы закрытия церемонии. Наконец широкая публика смогла оценить красоту и техничность нового вида спорта.

Также аэротрубы отличаются:

— по расположению вентилятора (если вентилятор расположен сверху трубы, то она работает на всасывание и поднимает человека за счет этой силы, если вентилятор расположен снизу, то поток воздуха держит человека, как бы отталкивает его);
— существуют мобильные аэротрубы, которые собираются как конструктор и могут переноситься с места на место, и стационарные, большие по габаритам и весу, устанавливаемые на одном месте;
— аэротруба может быть открытой с «видом на небо», и закрытой, когда человек парит как бы в капсуле;
— как правило, закрытые аэротрубы работают с воздухом по замкнутому циклу, а открытые имеют прямую его подачу.

Принцип работы аэротрубы закрытого цикла таков:

Фото 1.

Воздух в трубе движется благодаря четырем 12-лопастным карбоновым двигателям. Проще говоря — аэротруба устроена как мощнейший вентилятор. Двигатели находятся в отдельном помещении, позади полетной камеры. Воздушный поток поворачивает четыре раза и приходит в полетную зону снизу, в идеальном состоянии.

Нижняя граница полетной зоны — сетка батутного типа. Диаметр полетной камеры — 4,3 метра. Высота видимой (для зрителей, находящихся вне трубы) зоны — 4 метра от сетки. Общая высота полетной зоны — 17 метров. В любом месте стеклянной камеры, скорость и плотность аэропотока одинаково ровные.

Фото 2.

Давайте теперь покажу на фото и видео, как я летал в трубе FlyStation. Вообще то это называется «аэрокомплекс FlyStation» – или симулятор свободного падения. Профессиональный тренажёр для парашютистов, развивающий аттракцион для детей и активный отдых для всех желающих! Утверждается, что для того, чтобы летать в аэропотоке не требуется специальной подготовки. Мне это удалось проверить.

Сразу как мы зашли туда моему взору открылось вот это:

Ну круто же! Даже как то страшновато стало. Я вообще не сторонник экстрима, но смотрю там маленькие дети летают, женщины в возрасте уже. Думаю, надо попробовать.

Фото 3.

Все необходимое обмундирование выдают на месте. Это специальный костюм из плотного материала и с захватами для тренеров. Что бы в момент контроля за вами у них была возможность зафиксировать вас в любой момент. Есть и экзотические костюмы типа Бетмена и Супермена для фото. Так же выдают шлем и обувь, очки и беруши.

Вот мы с dpmmax , stassavenkov и Азалия переоделись и ждем инструктажа. На соседней скамейке сидит еще ruslandiya с Настей, manzal и вторая половинка блога «добрых психиатров».

Фото 4.

Инструктаж в этом деле процедура ответственная, т.к. многие пугаются, начинают дергаться и хвататься за тренеров, паниковать. А это в сложных условиях достаточно опасно и для инструкторво и для пытающихся летать.

Фото 5.

Тут нам рассказали как нужно вести себя в самой трубе и на подходе к ней. Фишка еще в том, что в трубе вообще не слышно что тебе говорят другие люди и по этому нужно познакомиться со специальными знаками и сигналами руками. Инструктора этими сигналами будут показывать нам что делать, будет координировать наши действия.

Полет в трубе должен был проходить в два захода по 2 и 3 минуты. Это совсем не долго, но с учетом того, что получасовой полет в трубе стоит 20 000 руб для начала достаточно 🙂

Нам объясняют как правильно держать руки, ноги и туловище для нормального стабильного полета — в смысле висения на одном месте. Конечно хочется сразу же пытаться изобразить какие нибудь выкрутасы, но для этого нужно много тренировок. Пока хотя бы понять и поймать поток воздуха и парить.

Фото 6.

Вот так примерно мы и делали. Инструктора сначала держали нас и поправляли, а потом не надолго отпускали в свободное парение. Самое сложно не не начать барахтаться и болтать руками и ногами. Я бы с удовольствием попробовал как то более активно действовать в трубе, но решил, что не в этот раз.

Фото 7.

А еще было прикольно когда они хватали нас и мы вместе взмывали вверх и кружились там в тандеме. Это прикольные ощущения, но и понимаешь насколько это не просто. Этот процесс на видео можно посмотреть в конце поста.

Фото 8.

В трубе стоит достаточно сильный гул и поток ветра. Обратите внимание на инструктора (фото ниже) — он по максимуму сократил парусность своего тела и может спокойно стоять в аэротрубе, при том что я летаю.

Фото 9.

Аэротруба «FlyStation» является второй по величине в Европе и имеет четыре двенадцатилопастных сверхлёгких двигателя, равномерно нагнетающих воздух со скоростью, превышающей 300 километров в час. Общая мощность равна 1700 лошадиным силам, а создаваемый ими воздушный поток способен поднять группу спортсменов на высоту полетной камеры, равную 17 метров.

Скорость потока воздуха при нашем полете была до 260 км/ч, но это для нас, а для полета инструкторов добавляют и побольге. Вообще вот там за стеклом сидит оператор, который в зависимости от обстоятельств добавляет или убавляет мощность вентиляторов.

В простых аэротрубах полётная зона как правило имеет диаметр около 2-х метров. При этом, из-за нестабильного воздушного потока, летающего человека вынуждены держать два инструктора. Посетитель пребывание в полётной зоне такой трубы лишь условно может назвать своё состояние полётом (см. фотографии). Малейшее движения вперёд, назад или в сторону – и ты тут же упираешься руками и ногами в стенки – при этом тебя еще держат с двух сторон два инструктора. Никакого чувства свободы, никакого чувства лёгкости!

Фото 12.

В аэротрубе FlyStation диаметр полётной зоны – 4,5 метра, а воздушный поток ровный, не турбулентный. Рядом с летающим посетителем находится только один инструктор – профессионал своего дела. Инструктор поддерживает начинающего летуна только первые мгновения полёта, помогая освоиться в потоке.

Как только летун осваивается, инструктор отпускает его в свободный полёт, давая почувствовать радость и счастье от свободного парения (при этом, всегда находясь рядом, инструктор готов поддержать и подстраховать летающего человека).

Посетитель может летать во всем пространстве полётной зоны без ограничений, получая невероятное удовольствие именно от свободного перемещения по воздуху.

Фото 10.

В общем от трубы у меня осталось двоякое чувство. С одной стороны неплохо и интересно полетать, с другой стороны понимаешь, что 2-3 минуты тебе не дадут того эффекта, которого хотелось бы достигнуть и для этого надо какое то приличное время трениоваться и заниматься этим как видом спорта пусть и на любительском уровне.

Фото 11.

Фото 13.

Фото 14.

А вот видео моих полетов:

Подписывайтесь на ютюб канал, постараюсь в ближайшее время начать выкладывать там видеоформат познавательных и просто интересных тем.

Партнеры БЛОГ-ТУРА, без которых это замечательное мероприятие бы не состоялось:

А еще я в Питере первый раз прокатился на карте, побывал в закрытых для обычных пассажиров помещениях Пулково, узнал зачем в питерском метро станции с дверями и пофоткал перывй раз зимний Питер