Free fall simulator

本発明は、フリーフォールシミュレータ、すなわち、演習チャンバを通過するリンス空気の制御された流れの中で人を自由落下状態で釣り合わせたまま維持するための装置に関する。

この種のフリーフォールシミュレータは、パラシュート部隊またはスポーツ熱狂者のトレーニングおよび教育を含む多くの目的で設計されてきており、また、テーマパークで用いられてきた。 無論、この種のフリーフォールシミュレータによれば、高所での航空機からのダイビング時の通常の慣行に関する責務に関連付けられた気象の不確定性およびコストの問題を全て回避することができる。

したがって、本発明の目的は、減少する速度でリンス空気流を形成することができる改良されたフリーフォールシミュレータを提供することである。

そのような空気流は、どんな使用者でもその体重や体格とは無関係に異なる平衡高さにおいて自分の平衡状態および自由落下形態で移動することができるように、出来る限り均一でなければならない。 使用者が自分の体の姿勢および方向を変更して自分の落下動作の方向および速度を制御する方法を効果的に学ぶことができるようにするためには、出来る限り均一なリンス空気流を演習チャンバ内に形成することが不可欠である。 無論、そのような装置は、環境保護、特に防音に関する多くの他の制約を満たさなければならない。

これこそが、本発明が、
＞ 下側圧縮チャンバであって、
・ その下部外周の近傍では、外部から中心に向かう構成で配置された複数の遠心ファンの出口が開口し、
・ そのテーパ状の上部内に圧縮グリッドが配置された、
下側圧縮チャンバと、
＞ 演習空間の範囲を定めかつ上記圧縮チャンバの直ぐ上側に配置された楕円柱チャンバであって、底部から上端に向かって速度勾配が一様に減少する均一なリンス空気流が横切るように構成された楕円柱チャンバと、
＞ シミュレータの少なくとも演習チャンバを取り囲む上部構造部であって、シミュレータの上記演習チャンバを覆うドーム内で上記演習チャンバの上端部が終端し、ファン入口に向かって上記演習チャンバから出る空気の下方への循環を促すように設けられている下部構造部と、
を備えていることを特徴とするフリーフォールシミュレータに関するものであるという理由である。

本発明において、圧縮チャンバの内面は、演習チャンバ内で演習者の安定性を確保するために欠かせない均一な空気流を生じるように形成されなければならない。

この圧縮チャンバの構成に関する特定数の特定の特徴は、特にこの種のフリーフォールシミュレーション装置を概略的に示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる。

また、シミュレータの演習チャンバに関する更なる特徴は、以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる。

本発明に係るフリーフォール（自由落下）シミュレーション装置は、演習シリンダ１４自体を保護するドーム１２を有する上部構造部１０を備えている。

添付図面において、上部構造部は、更衣室、衛生施設、演習チャンバ１４のためのアクセス廊下を収容するように構成された付属建物１６の概略的な表示によって延在している。 この延在部はドーム１０の両側に同様に設けることができる。 添付図面において、ライン１８は、ほぼ地面の高さを概略的に示している。

この高さ１８よりも下側において、装置は、空気を導入するための環状の機械室２０および下側圧縮チャンバ２２から基本的に成る構造部を備えている。

下側圧縮チャンバ２２はその下側外周の近傍に複数の開口を有しており、これらの開口を通じて、外部から中心に向かう（向心性の）構成で配置された遠心ファン２４の出口が開口している。 圧縮チャンバ２２のこの下側部分は、円錐台部分２８によって上側へ延びる円筒回転体２６の形状をほぼ成していることが有益である。

圧縮チャンバ２２内および特にそれ以降の円周チャンバ１４内の両方で均質な空気流を形成するため、一定の角度間隔をもってプロペラファン２４を配置することが有益である。

実際には、１２個の遠心ファンを使用して環状機械室２０内に一定の角度間隔をもって配置すれば十分であることが分かった。

図示の実施形態において、圧縮チャンバ２２は、７．７５ｍの半径と７．５ｍの高さとを有している。 このチャンバの形状によれば、特に、できる限り均質な空気速度曲線を形成することができる。

円錐台部分２８のテーパ状の上部内に配置された圧縮グリッド３０の近傍で円錐台部分２８の内壁に沿う空気流が分離することを回避するため、圧縮チャンバ２２の内側に向かって突出する環状曲部３２を有する内壁を設けることが有益であることが分かった。 図示の実施形態において、環状曲部は１ｍの半径を有している。 圧縮チャンバ２２の内壁のこの特徴的な形状によれば、空気流をその環状曲部３２の通過後に分離させることなく、チャンネルを通して空気流を送ることができるとともに、チャンバの静的圧力を動的圧力へと効果的に変換することができる。 この環状曲部は、約１ｍの半径を有しており、下側圧縮チャンバのコンクリート壁の構造と完全に一致する亜鉛メッキされた鋼板部品の形態を成して形成されていることが好ましい。

室内に配置されたファンは、環状機械室２０の外周に形成された開口を通じて移動する空気を導入するための、グリッドで保護された入口漏斗を有するタイプの遠心ファンから成っていても良い。 図示の装置の実施形態の状態において、この環状部分内およびファン入口における空気流速度は、７ｍ／ｓ未満に保たれることが好ましい。

プロペラファンは、台座および防振ブロック上に有利に装着されている。 実際にうまく使用されたファンの特性は例えば以下の通りである。
単位空気流速：６６ｍ ^３ ／ｓ
ファン圧力：２，２６０Ｐａ
この種のファンからの空気流出速度は４０ｍ／ｓ前後であることが有益である。

環状曲部３２の後に取り付けられる圧縮グリッド３０は、下側圧縮チャンバ２２の圧力を維持しかつこの圧縮チャンバの出口で空気速度をできる限り均一に分配するという重要な機能を有している。

下側圧縮チャンバ２２の上部内に設けられた圧縮グリッド３０は、約１５０Ｐａの圧力降下を生じるように形成されていることが有益である。 実際には、５００ｍｍ×５００ｍｍのメッシュサイズおよび例えば約２ｍｍのワイヤ直径を有するグリッドで十分であることが分かった。

本発明に係る装置の下側構造部分の説明を終えるために言及しておかなければならないことは、空気の入れ替え２４を常に行なうことにより、ファンの動作に起因する空気の過熱を防止するとともに、清浄な空気を定期的に供給しなければならないということである。 この目的のため、特定の実施形態において、ドーム１２の上側部分は、サウンドトラップが取り付けられた少なくとも１つの新鮮空気吸気口を有している。 また、フライトシミュレータ全体の温度を制御できる複数の換気ファンにより空気の排出が行なわれる。

また、換気ファンの出口にサウンドトラップを有利に設けることができる。

全ての状況において、この装置には新鮮空気吸気口および排気口が設けられなければならず、また、これらの吸気口および排気口は反対に動作するように配置されなければならない。

圧縮グリッド３０の上には、演習空間の範囲を定めかつ圧縮チャンバ２２の直ぐ上側に配置された楕円柱チャンバ３６が設置されている。 この楕円柱チャンバ３６は、底部から上端に向かって速度勾配が一様に減少する均一なリンス空気流が横切るように構成されている。

この楕円柱演習チャンバ３６は、発散円錐部４０によって上方に延びる略円筒状の底部３８を備えていることが有益である。

発散円錐部４０の壁によって形成される垂直方向に対する角度は約６度未満であることが有益である。

概略的に図示された実施形態において、全体の演習高さは７ｍ程度である。 この全体の演習高さは、中間の快適ネット４３が除去されると、楕円柱演習チャンバ３６の底部および上端にそれぞれ取り付けられた２つの安全なネット４２，４４間で延びる。

この楕円柱演習チャンバ３６の底部は、添付図面に示された装置においては、直径が３．８０ｍでかつ高さが２ｍのシリンダから成る。 発散円錐部４０は、８．５０ｍの高さを有しており、垂直方向からの開き角度（開散角）が約３．６度である。 実際には、この角度により、楕円柱演習チャンバ３６に沿う空気流の分離およびウォール効果を回避することができた。

なお、これらの状況において、圧縮グリッド３０からその上側約１．５ｍの高さに取り付けられた底部の安全ネット４２は、圧縮グリッドおよび安全ネットにおいて４００Ｐａ程度の全圧力降下に寄与する。

したがって、装置の使用者は、底部の保護ネット４２と上側の保護ネットの下側約５０ｃｍの高さに配置された上昇限界部との間の約７ｍの高さにわたって演習することができる。

楕円柱チャンバ３６の出口での空気の流出を容易にするため、すなわち、空気を正確に再循環（再利用）させることができるように、楕円柱チャンバ３６の上側自由端には、変換部品の形態を成す亜鉛メッキされた鋼板によっても形成することができる外周カラー４６が設けられている。 無論、例えば亜鉛メッキされた鋼板から成る環状曲部３２および外周カラー４６は、安全ネット４２，４４および圧縮グリッド３０と共に、流体の流出を乱す虞がある任意の固定装置を使用することなく設置される。

図示の実施形態において、速度は、楕円柱演習チャンバ３６内で以下のように分配される。
底部： 約７０ｍ／ｓ
中間部： 約５０ｍ／ｓ
上端部： 約４５ｍ／ｓの限界上昇速度近傍

なお、底部内で形成される空気速度、すなわち約７０ｍ／ｓにより、熟練した演習者は殆どのフリーフォール演習を行なうことができる。 この領域を超えると、このチャンバ３６の上側部分で速度が上昇限界速度まで減少する。 中間部は、実際には、平均レベルの熟練度を持つ演習者において最も幅広く使用される速度に対応している。 約５０ｍ／ｓ（１８０ｋｍ／時間）のこの速度は、特に、添付図面に参照符号４８で示される高さに配置されたシリンダにアクセスするためのプラットフォーム４８の上端点で満たされる。

楕円柱チャンバのこの高さで、本発明は、特に演習チャンバにアクセスできるように意図された詳細に図示しない特定数の特徴を有している。

すなわち、楕円柱演習チャンバには、その外周に取り外し可能に取り付けられた更なる快適ネット４３が設けられている。

本発明の他の特徴によれば、楕円柱演習チャンバの中間の壁は、ドーム内の閉じられたアクセスチャンバ５２内へ開口する少なくとも１つの開口を有している。 アクセスチャンバ５２は、アクセスプラットフォーム４８の範囲を定めており、円筒回転体の形状を成していることが好ましい。

本発明の他の特徴によれば、アクセスチャンバ５２の上部は、空気流の循環を促進させるために内側に窪んだ湾曲接続形状部５４を有している。

本発明の他の特徴によれば、更なる快適ネット４３は、上記アクセスプラットフォーム４８の高さにほぼ位置されている。

本発明の他の特徴によれば、演習者を空気流の中にとどめておくことができる少なくとも１つの外周ネット５６は、発散円錐部４０の壁の延在部において、上記開口を覆うように張りめぐらされている。

本発明の他の特徴によれば、演習者が演習チャンバにアクセスできるように、２つの外周ネット５６が互いに少なくとも部分的に重ね合わされている。

本発明の他の特徴によれば、円錐チャンバ４０の内壁は踏切・制振ボーダー５８を備えており、踏切・制振ボーダー５８の内面は円錐チャンバ４０の上記内壁の延在部内で延びている。

また、楕円柱チャンバ３６内のリンス空気流の均一性は、装置の上部構造部および下部構造部内での空気流の良好な再循環により促進され、この空気流は環状チャンバ２０を通過する。 この空気の循環が添付図面に様々な矢印で概略的に示されている。 この空気循環を促進させるため、上部構造部には、楕円柱チャンバ３６の回転軸上に中心付けられた回転体５０の形態を成す所定形状の中央突出部が設けられている。 回転体５０の形態を成すこの所定形状の中央突出部は、その側面が上記突出部の内側に向かって方向付けられた凹部をもって窪んだ略円錐形状を成している。

この構成により、楕円柱チャンバ３６の出口で空気の方向変化が促される。

無論、前述したシミュレータは、本発明の範囲から逸脱することなく、特定数の変更および／または追加を含んでいても良い。

すなわち、装置の内部温度を下げるための通気口および／またはデバイスを設けることができる。

特定の使用状況においては、搾出器を使用して装置の内外のノイズを抑制することも考えられる。

また、本発明に係るシミュレータの特定の適用範囲内では、空気流を拡散させおよび／または安定させるために更なるグリッドを使用することも考えられる。