Simulador de caída libre de túnel de viento.

Un simulador de caída libre de túnel de viento vertical, que comprende:

una cámara impelente de flujo de aire de recirculación que tiene una configuración generalmente rectangular;

una cámara de vuelo vertical (10, 1503, 2202) capaz de hacer flotar al menos un humano alojado dentro de un primer miembro vertical de la cámara impelente de flujo de aire;

uno o dos conductos de retorno de la configuración generalmente rectangular, comprendiendo cada conducto de retorno un miembro horizontal superior (30), un segundo miembro vertical (5) y un miembro horizontal inferior (7); y al menos un conjunto de ventiladores (3) en cada conducto de retorno,

caracterizado porque el al menos un conjunto de ventiladores de cada conducto de retorno comprende una pluralidad de ventiladores.

Simulador de caída libre de túnel de viento CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere al campo de los túneles de viento verticales y, más particularmente, a túneles de viento verticales de flujo de retorno a temperatura controlada, utilizados como simuladores de caída libre o paracaidismo acrobático y dispositivos de entretenimiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los túneles de viento son bien conocidos en la técnica. Están disponibles túneles de viento en muchos tipos y estilos, dependiendo de las necesidades del usuario. Estos incluyen túneles de viento subsónicos con o sin flujo de retorno, túneles de viento transónicos con y sin flujo de retorno, túneles de viento subsónicos verticales con y sin flujo de retorno, túneles de viento supersónicos e hipersónicos con y sin flujo de retorno, y túneles de viento de flujo compresible.

La mayoría de los túneles de viento se usan para fines de investigación y de ensayo. Estos incluyen ensayo de aviación convencional, helicópteros, paracaídas y otros dispositivos aerodinámicos, superficies de ala, superficies de control, submarinos, cohetes y otros vehículos de lanzamiento, vehículos terrestres, edificaciones y otras investigaciones de flujo básicas.

Los túneles de viento horizontales (aquellos en los cuales el aire en la sección de plena velocidad del túnel fluye en general horizontalmente) se usan para investigación aerodinámica y ensayo y son generalmente propiedad de instituciones orientadas principalmente a la defensa, del gobierno Federal o e instituciones de enseñanza y universidades. Algunos de estos han sido convertidos o adaptados para funcionamiento vertical (en los cuales el aire en la sección de plena velocidad del túnel fluye en general verticalmente), pero la mayoría o la totalidad se comportan defectuosamente en el citado rol.

Las limitaciones de diseño que se aplican a túneles de viento verticales usados para simulaciones de caída libre difieren de las de los túneles de ensayo horizontales. En un túnel de viento vertical/simulador de caída libre es importante que los objetos en la sección de plena velocidad del túnel de viento (en este caso los seres humanos en vuelo) sean capaces de moverse aproximadamente dentro de esa sección para experimentar o practicar el vuelo del cuerpo humano. En un túnel de ensayo horizontal, los objetos situados en el túnel son usualmente objetos estáticos observados o medidos por otros. Por esta razón, esta parte más rápida de un túnel de viento horizontal se denomina sección de ensayo. En un túnel de viento vertical, se hace referencia, por el contrario, a esta misma zona como cámara de vuelo.

En un túnel de viento vertical es importante que se permita a la gente de vuela dentro del túnel girar dentro y fuera de la cámara de vuelo sin detener el flujo de aire. En contraposición, hay poca necesidad de mover los objetos estáticos en la sección de ensayo de un túnel de viento horizontal durante su funcionamiento. Es también importante evitar que los ocupantes vuelen lateralmente fuera de la columna de aire y caigan sin soporte al suelo inferior. Por esta razón, los túneles de viento verticales más avanzados son diseñados de tal manera que la columna de aire se extiende completamente desde una pared de la cámara de vuelo a la otra. Esto no es necesario en túneles de viento horizontales.

Para hacer comercialmente viable un túnel de viento vertical para simulación de caída libre o paracaidismo, (1) se debe mover aire suficiente y hacerlo lo suficiente suavemente para simular adecuadamente la caída libre para una o más personas dentro de la cámara de vuelo; (2) con un dispositivo que sea suficiente corto y suficiente tranquilo para situarse donde tienda a haber un gran número de consumidores potenciales; y (3) a niveles de consumo de potencia suficientemente bajos para hacer aceptable por el público el precio de la experiencia.

El reto del invento de satisfacer estos requisitos de competencia es cumplido por el presente dispositivo. Se requieren elevadas velocidades del aire en la cámara de vuelo para que floten uno o más seres humanos. Sin embargo, el movimiento del aire a través del tubo a elevadas velocidades crea una enorme cantidad de sonido y calor y requiere una enorme cantidad de potencia. En consecuencia, los más modernos túneles de viento expanden y ralentizan el aire justamente aguas abajo de la cámara de vuelo para disminuir el consumo de potencia, la creación de ruido y la generación de calor. Al hacer esto, se reduce el consumo de potencia en más del 60%, y sólo al hacerlo así los túneles de viento verticales resultan comercialmente viables como dispositivos de entretenimiento o simuladores de caída libre.

Sin embargo, si se expande el flujo de aire demasiado rápidamente en cualquier sección de un túnel de viento, el flujo se separará y resultará turbulento en lugar de laminar. Esto hará que todo el sistema funcione defectuosamente, aumentando el consumo de potencia y disminuyendo la calidad del flujo hasta el punto en que el dispositivo no simulará adecuadamente la verdadera caída libre. El umbral al que ocurre esta separación de flujo en un conducto de expansión está bastante bien definido en la bibliografía; en términos sencillos, las paredes de un tal cono de expansión no pueden divergir entre sí en más de 9 -12 grados. Por esta razón, el aumento de la longitud de

túneles de ensayo horizontales o la altura de túneles de viento verticales tiende a mejorar la eficacia.

Desafortunadamente, aunque esto se hace fácilmente para un sistema horizontal, al hacerlo en un sistema vertical se aumenta enormemente el coste de la construcción y del funcionamiento y se reduce el número de lugares en los que se puede obtener permiso gubernamental para construir. En consecuencia, el minimizar la altura mientras se hace máxima la expansión y desaceleración del flujo de aire aguas abajo de la cámara de vuelo es la clave para hacer que tenga éxito comercial un túnel de viento vertical.

Los túneles de viento de la técnica anterior no ofrecen un diseño que sea tranquilo y lo suficientemente corto para ser construido en centros comerciales y de ocio de elevada densidad mientras permanezcan de eficacia suficiente para permitir funcionamiento comercialmente viable.

En el documento US 3.484.953 se describe un aparato para simular la caída libre de una persona a través del aire, que comprende un conducto vertical confinado de flujo de aire hacia el extremo inferior del cual es admitido aire a una velocidad aproximada a la de la caída libre de una persona. El flujo de aire está confinado en un sistema de recirculación que incluye una sección inferior, el conducto elevador, una sección superior y un conducto de flujo descendente. En el conducto de flujo descendente están situadas una o más hélices propulsoras accionadas por un motor eléctrico dentro de un alojamiento aerodinámico para suministrar aire al extremo inferior del conducto vertical.

El precedente ejemplo de la técnica relacionada y las limitaciones relacionadas con ella están destinados a ser ilustrativos y no exclusivos. A los expertos en la técnica les resultarán evidentes otras limitaciones de la técnica relacionada tras la lectura de la memoria y estudio de los dibujos.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la presente Invención es proporcionar un dispositivo de entretenimiento de túnel de viento vertical que tiene una cámara de vuelo situada en el lado de entrada de una pluralidad de ventiladores que están a su vez conectados a una pluralidad de de conductos de aire de retorno de expansión, maximizando con ello la eficacia mientras se minimiza la altura del dispositivo de entretenimiento.

Otro aspecto de la presente Invención es proporcionar un túnel de viento vertical que tenga una cámara de vuelo en el lado de entrada de los ventiladores para mejorar la velocidad y la calidad del flujo de aire, con menor consumo de energía y mayor segundad para los participantes en el vuelo.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un túnel de viento vertical que tenga una pluralidad de ventiladores más pequeños en ángulo, en una alineación no paralela, en lugar de un único ventilador más caro y difícil de mantener.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un túnel de viento vertical que tenga uno o más conductos de aire de retorno para conservar calor, reducir el consumo de energía, reducir el ruido y permitir el funcionamiento en cualquier tiempo.

Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un túnel de viento vertical que tenga sólo uno o dos conductos de retorno incluso aunque tenga un número mayor de ventiladores que... [Seguir leyendo]

1. Un simulador de caída libre de túnel de viento vertical, que comprende:

una cámara impelente de flujo de aire de recirculación que tiene una configuración generalmente rectangular;

una cámara de vuelo vertical (10, 1503, 2202) capaz de hacer flotar al menos un humano alojado dentro de un primer miembro vertical de la cámara impelente de flujo de aire;

uno o dos conductos de retorno de la configuración generalmente rectangular, comprendiendo cada conducto de retorno un miembro horizontal superior (30), un segundo miembro vertical (5) y un miembro horizontal inferior (7);

y al menos un conjunto de ventiladores (3) en cada conducto de retorno,

caracterizado porque el al menos un conjunto de ventiladores de cada conducto de retorno comprende una pluralidad de ventiladores.

2. El simulador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

el simulador tiene un conducto de retorno que comprende el miembro horizontal superior (30), el segundo miembro vertical (5) y el miembro horizontal Inferior (7),

siendo el primer miembro vertical un primer miembro lateral vertical y siendo el segundo miembro vertical un segundo miembro lateral vertical de la configuración generalmente rectangular que comprende además el miembro horizontal superior y el miembro horizontal Inferior.

3. El simulador de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el simulador tiene dos conductos de retorno, comprendiendo cada conducto de retorno un miembro horizontal superior, un segundo miembro vertical (5) y un miembro horizontal inferior (7);

comprendiendo la configuración generalmente rectangular los miembros superiores, los segundos miembros laterales verticales y los miembros inferiores de los dos conductos de retorno,

siendo el primer miembro vertical de la cámara impelente de flujo de aire un miembro vertical central de la configuración generalmente rectangular.

4. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de vuelo vertical (10, 1503, 2202) está situada en el lado de entrada del al menos un conjunto de ventiladores (3).

5. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el al menos un conjunto de ventiladores (3) de cada conducto de retorno comprende una pluralidad de ventiladores montados horizontalmente en el miembro horizontal superior de cada conducto de retorno.

6. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pluralidad de ventiladores están montados en una disposición de lado a lado.

7. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el miembro horizontal superior (30), el segundo miembro vertical (5) y el miembro horizontal inferior (7) de cada conducto de retorno de la configuración generalmente rectangular tienen, cada uno de ellos, un segmento de pared divergente para expandir un flujo de aire en circulación mientras se mantiene un flujo de aire generalmente laminar.

8. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que una parte más superior del miembro superior está a no más que unos 15-36 m (50-120 pies) por encima de la parte más inferior del miembro inferior de la configuración generalmente rectangular.

9. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de vuelo vertical (10, 1503, 2202) comprende además una zona de estacionamiento (800) con múltiples medios (802, 804) de cámara que funcionan para permitir la entrada y la salida de la cámara de vuelo vertical manteniendo uno operable para flujo de aire de vuelo a través de la cámara de vuelo.

10. El simulador de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la cámara de vuelo vertical tiene una abertura de entrada y una abertura de salida a la zona de estacionamiento (800), equipada con puertas (806, 807) y la zona de estacionamiento comprende una primera sala de estacionamiento (802) y una segunda sala de estacionamiento (804) separadas por una puerta (803), creando de ese modo un cierre de aire.

11. El simulador de acuerdo con la reivindicación precedente, en el que la cámara de vuelo tiene una puerta de entrada (806, 807) con un deflector (1100) en su borde inferior de aguas arriba.

12. El simulador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la cámara de vuelo (10, 1503, 2202) comprende además una forma ovalada en sección transversal horizontal.