專門為測試帳篷建造的DAC風洞實驗室是怎樣的存在?

2020-12-19 戶外裝備大玩家

專門為測試帳篷建造的DAC風洞實驗室是怎樣的存在?

戶外裝備黨

微信公號「戶外裝備黨」撰稿人 / ISPO評委

硬核知識 | DAC風洞實驗室是怎樣的存在?

原創: Gearist 戶外裝備黨 今天

裝備黨們:作為世界上唯一一間永久性的專門為測試帳篷抗風性能而建立的DAC風洞試驗室到底是怎樣的存在?它的所有者韓國DAC公司也壟斷了70%的高端鋁製帳篷杆市場份額。本文將揭秘DAC Wind Lab上一篇中的視頻看到了風洞測試:硬核:7種帳型風洞測試,哪種最扛風?

為什麼做風洞測試? 帳篷和風力帳篷用來抵禦風、雨、雪等三種主要惡劣天氣中,風的威力和不可預測性最為突出。風的破壞力可能在瞬間發生,立即將帳篷內的人們置於危險之中。因此,帳篷的抗風性是一個至關重要的性能指標,在開發任何帳篷時都必須認真考量(即使只是一個非正式的指標)。帳篷的抗風性能受很多因素的影響:框架結構、帳篷杆的尺寸和材料、面料、縫製方法、風繩和搭法。當然,還有帳篷迎風面的確切方向。讓帳篷在大風中變得更堅固是一件複雜的工程,成本和用料不斷攀升,而這與製造輕量化帳篷的大潮背道而馳。因此,不打風繩的夏季露營帳篷經常在5-10m/s(18-36km/h,4-6級風)的風速下倒塌,而另一個極端,探險用的帳篷可以應對30m/s以上的風(108km/h,約11級風,帳篷狹窄方向作為迎風面)。這是巨大的性能差距,大約相當於10倍的風力差異。

風洞試驗有效性和價值在哪?風洞測試能做什麼和不能做什麼是有限制的。對於那些做過幾次測試的人來說,風洞無疑是一個強大的調查工具。然而,就像任何好的調查一樣,為了得到更多的答案,一些技巧和工作是必要的。

風洞測試並不能提供一個簡單的結論,比如「這個帳篷能在暴風雪中倖存」。真正的風暴可能是混亂的,風向多變,而且風只是一個局部因素。

風洞測試對於想要製作更堅固帳篷的設計師來說能提供莫大的幫助。風洞提供的測試條件——快速可控且可重複——幾乎是不可能在野外測試遇到的。

測試人員幾乎一致認為,風洞裡的風比自然風更難以抵禦,因為風洞輸出的風力是不會停下來,除非按停止鍵。設計師一般對所設計的帳篷的性能進行了簡單的計算機模擬,但這只是一個粗略的近似模擬,沒有太大的可信度。帳篷的空氣動力學特徵在風荷載作用下不斷變化,眾所周知,在風力作用下帳篷的杆、部件和織物都在移動。隨著帳篷的變形,它的阻力越來越大。這是一個極其複雜的模型。沒有一個卓越的工程師團隊,就不能保證所有組件和力(內部和外部)都被正確地建模(或完全包括在內)。因此,直接在風洞中測試能得到最直觀和準確的數據。

DAC風實驗室規格測試區域長15米,寬9米,高4米最大風流面積長8米,寬5米,高2.4米最大風速45米/秒(162公裡/小時)風速測量雙測速管靜態探頭風扇直徑3.5米電動機功率400千瓦

DAC 風洞試驗室的歷史 「在DAC工廠建造我們自己的風洞絕對是個瘋狂的想法。從第一次風測到建立了自己的風洞實驗室,我們花了將近20年的時間。在1991年推出DA17帳杆時,我們開始開發新的家庭露營帳篷,使用更大直徑的鋁杆。然而,我們手上沒有任何關於這些帳篷與當時常見的棚屋式鋼架帳篷相比強度的參考資料。」——DAC創始人Jake Lah

第一次風測試第一次DAC風測於1994年在DAC工廠進行。Jake Lah開發了許多新的家庭野營帳篷,使用DA17鋁杆代替常用的鋼杆。首測時,一個帶有大風扇的電影特效團隊被邀請到工廠,併購買了風速計(風速計)。「風測」是適度的 - 最大風速為15~18m / s(風扇前方僅2~3米)。

和Sierra Designs團隊在Kirsten風洞美國的Kirsten(克爾斯滕)風洞DAC的第一次真正的風洞測試是在西雅圖華盛頓大學的柯爾斯滕風洞進行的。Sierra Designs的總裁薩利麥考伊(Sally McCoy)對Jake Lah開發的一個小「玩具」表現出了極大的興趣,這個玩具可以增強帳篷的風穩定性。她把它命名為「Jake『s Corner 傑克角」,並應用到Sierra Designs的探險帳篷模型中。她想知道傑克的角是否真的改善了抗風性能,所以決定做一個風洞測試,Jake被邀請了。

Jake’s Corner結果是令人難以置信的成功。沒有傑克角的Tiros帳篷在72km/h的風力下塌陷。而配置了傑克角的帳篷在高達111km/h的狂風下倖存。考慮到風力是風速的平方幾何級增強,有傑克角的Tiros比沒有傑克角的Tiros強2.35倍。多年來,Jake和許多其他品牌的人多次參觀克爾斯滕風洞。

但實際上,克爾斯滕風洞太小,無法測試大多數帳篷——它只有2.5米寬,有效寬度僅為1.8米。

在Jake's Corner的優異性能鼓舞下,Sally問Jake他是否可以開發一個可以承受160km/h(14級強颱風)風速的帳篷。以一種不同的方式使用Jake’s Corner的概念,建造了一個原型,它可以在160km/h中屹立。Sierra Designs將帳篷命名為「大力神赫拉克勒斯」 - 這是SD迄今為止建造的最強大,最安靜的帳篷。

「對我來說,實現Sally的目標是一個巨大的挑戰。之前測地線帳篷可以承受的最高風速為111km/h。由於風洞,我們了解到Jake's Corner實際上能將測地線式帳篷「赫拉克勒斯」提升到抵抗高達160km/h的風速的能力 - 我們做到了這一點!「 - Jake LahKARI - 韓國空氣動力研究所KARI是一個政府所有的研究所,擁有一個非常大的科研性質的風洞,風速可達80m/s(290km/h)。在20世紀90年代末,KARI允許小型私營公司使用該設施。通過KARI,DAC終於能夠自行進行風洞測試,並收集DAC可以與任何客戶自由討論的信息。KARI風洞本身很大,寬4米,高2.4米,寬度超過克爾斯滕隧道的兩倍。DAC第一次測試較寬迎風面(抗風較弱面)的帳篷。從2002年到2006年,DAC花了13整天的時間進行了5次訪問,進行了200多次帳篷測試。許多品牌都將他們的帳篷送往測試,包括Vaude,The North Face,Sierra Designs,MSR,REI,Cabela's,Vango等。然而不幸的是,由於KARI的風洞由政府項目接管,DAC的測試合作終止了。

「我們在KARI的風測中學到了很多東西。很多時候,我們對自己的發現感到驚訝。我們學會了如何'與'風合作而不是'與風作鬥爭'並最終發展出'導風通風孔。」 - Jake Lah

在發現風的提升力有多強之後,傑克嘗試了一個名為Spectrum的「概念」帳篷。它經受了超過210km/h(58m/s)的風速,當它失敗時,整個帳篷從地板上掀飛而不是坍塌。

從第一次使用小風扇的風測中可以清楚地看出,風洞測試是帳篷開發的重要工具。通過進一步測試,這個想法得到了無數次的強化。但是,在帳篷開發過程中儘早使用風洞並以根據測試結果改變設計是非常困難的。風洞測試相當昂貴,而且需要安排日程、人手、過程複雜等等。

DAC風洞實驗室的建設 Jake有一個瘋狂的想法:「讓我們自己建造風洞。」因此,Jake在他的帳篷杆工廠的頂部建了一個風洞方便使用。它是帳篷行業中的第一個風洞,正如您所猜測的那樣,它專門用於測試帳篷,並避免之前其他風洞測試時遇到的困擾:

測試區域寬度為5米。即使是大型帳篷也可以進行多角度測試。這也克服了帳篷「堵塞」風洞氣流並產生錯誤數據的問題。

高達45m/s(162km/h)風速相當有衝擊力,DAC工廠海拔基本等同海平面,與高海拔相比,空氣密度高。

測試帳篷在這個風洞很簡單。無需特殊準備,地板的許多內置螺栓孔可以固定帳篷,一切都是為了測試帳篷而設計。

在短短3年時間裡,30多個主要帳篷品牌的無數個型號都在這裡測試。聯合國兒童基金會救援帳篷和軍用帳篷也經過了測試。

DAC Wind Lab的未來 DAC風實驗室的目標是提供改善帳篷風力穩定性的信息,並提供對現實生活中風力的更好理解。DAC風洞試驗室改進計劃包括:

雷射測量系統,因此可以精確地量化帳篷的移動。氣流可視化(霧化)發生器可以直接看到風流和湍流。安裝了測力計,用於測量帳篷樣品受力點承受的應力。

DAC合作的主要品牌

相關焦點

  • 我國航空航天技術中風洞實驗室的發展歷史介紹
    風洞是現代航空航天技術發展中無論如何都不能跨過去的一個坎。飛機在試飛之前必須要經過密集的風洞測試,才能確定其氣動性能,測量出飛機模型表面的壓力、壓強和流場,這樣一來才能夠獲得飛機的各種數據,包括阻力、升力、加熱特性等等,使得後續飛機的研製工作事半功倍。風洞的作用如此重要,以至於有人說飛機是「吹出來的」。
  • 微創新:Quechua趣嶽2秒快開帳篷化繁為簡
    2003年,Quechua 趣嶽的產品經理 Jean-François、工程師 Benjamin、設計師 Vincent 和原型師 Abi投入研發,經過18個月的努力和反覆測試,開發出具有一個房間、寬敞穩固的自動撐立帳篷。2005年,2秒快開帳篷正式面市,成為迪卡儂當年的熱銷產品,並奪得當年迪卡儂創新大獎。
  • 三菱PLC風洞測試軟體設計
    今天海藍給大家分享一篇關於三菱PLC風洞測試軟體設計的文章。詳見下文。
  • 風動測試知道嗎?
    但說句實在話,這現今大型風洞測試也是高逼格的存在,投資建設費用可是大大滴說,可對於飛機製造來說這是一筆不可缺的成本費用。 隨後就是在第二次世界大戰(1939~1945年)建有大型風洞,而在美蘇冷戰時期,這類型的大型風洞測試更具有重要戰略性意義,當中出品不乏有超音速戰機和作戰飛彈。在此過後的發展中風洞測試就自成一體,不再是單單地為飛機、航空領域服務。1960年第一個全尺寸實車專用風洞測試由英國MIRA建造並投入使用,除了汽車之外,現今的風洞測試還關係到高樓建築、運動員裝備、航船等等。
  • Enzo Ferrari曾說:「空氣動力學是為無法製造發動機的人準備的」
    現今大型風洞測試也是高逼格的存在,投資建設費用可是大大滴說,可對於飛機製造來說這是一筆不可缺的成本費用。因為世界上公認最早的風洞出現在19世紀末(1869~1871年),由英國人韋納姆(E.Mariotte)研究發明,後來飛機發明者美國萊特兄弟也在1900年、1901年前後均對他們的飛機進行風洞測試。可以說當年的風洞測試和空氣動力研究大多數是與航空領域有關。
  • 哪吒U出色完成風洞測試
    哪吒U在重慶中國汽車工程研究院風洞測試中心成功完成風洞測試。 近日,哪吒U在重慶中國汽車工程研究院風洞測試中心成功完成風洞測試。測試結果顯示,哪吒U的整車風阻係數僅為0.3,順利躋身新創車企同級別車型前列,再一次彰顯了哪吒汽車精工智造的實力。
  • 中國科研團隊最新成果為研製超大型高超聲速風洞奠定基礎
    中新社北京4月20日電 (記者 孫自法)權威學術期刊《國家科學評論》(NSR)最新發表一項風洞研究的突破性進展稱,中國科學院力學研究所團隊提出先進爆轟驅動超高速風洞的理論與方法,為研製能夠覆蓋空天飛行器全包線的超大型高超聲速風洞奠定了基礎。
  • 御風而行 長安UNI-T贏得中國汽研風洞實驗完美表現
    風洞實驗室無疑是最佳選擇,在四周牆壁和頂部都安裝有吸聲材料,流道內有聲學處理和壓力脈動調節,使背景噪音降為極低的水平。在實驗風速達到140km/h的時候,環境噪音也僅僅只有58 分貝,是世界上最安靜的風洞之一。本次測試過程,就是要還原和驗證長安UNI-T的各項技術指標及實際表現。
  • 印第安人住的帳篷,專門由女人來搭建:30分鐘即可搭建完成
    位於美國大平原地區以及加拿大大草原的部落的印第安人民通常會居住在帳篷裡。他們的帳篷在英文裡稱為Tipi或Teepee,呈長長的圓錐形,辨識度很高。這種特色鮮明的帳篷,是印第安人民歷史和文化的重要組成部分。這種帳篷主要使用長木桿作為搭建的框架,通常為13根以上,長度一般在15-18英尺(4.5-5.5米)之間。
  • 中國風洞再添「虎將」,國產流體力學軟體生態初步形成,突破真難
    01國產風洞先進,高端分析和模擬軟體卻掌握在別人手中1936年,清華大學建造了中國第一座自行設計的風洞。風洞採用回流式,最大直徑為3米,試驗段剖面為圓形,直徑1.5米。在我國四川西北的群山深處,有一個總體規模居世界第三、亞洲第一的風洞群,在世界上僅次於美國和前蘇聯。我國自行研製的各種航空航天飛行器,都要在這裡進行空氣動力試驗。
  • 國內首個汽車風洞於嘉定落成 在這裡吹起汽車業界的「勁風」
    四個月後,風洞項目獲批,楊志剛回國擔任風洞中心建設技術總負責人。曾有朋友追問楊志剛:放棄一切回國,是不是你在綜合考慮後做出的理性決定?楊志剛搖搖頭:「我所有重要的人生決定幾乎都是感性在起主要作用。我心裡一直有一個樸素的願望:如果有機會為國家做點事,我義無反顧。」風洞的建設是一個契機,楊志剛感謝能給他這樣一個「為國家做點事」的機會。
  • 現代帳篷的演變和發展 帳篷的往事(之二)
    發表一些自己的對別的產品的測試報告。 後來慢慢的開始嘗試生產別的東西。歷史上MSR也多次被收購。90年代被REI收購。MSR以前雖然也生產帳篷,但是並沒有太大存在感,也就是從這個時候開始MSR被賦予了帳篷基因。逐漸成為了帳篷大佬。所以對於MSR帳篷歷史的研究,也是對Moss, Walrus, Armadillo三家消逝的帳篷的挖墳。不過MSR帳篷,最重要的事情,其實是帳篷的高顏值啊。MSR的帳篷真的很漂亮。TNF的黃配黑,我忍了。
  • 高超音速風洞了解一下
    下面這張圖就是某些大型風洞的建築物,需要注意的是,旁邊的大球球裡面裝的不是高壓氣體,也不是燃料,更加不是化學試劑,而是空無一物——這些大球都是真空的。位於美國埃姆斯市的風洞因為這種風洞原理很簡單,所以可以建造的很小,比如說下面這張圖裡就是一臺小型的風洞。
  • 帳篷還能建造「城市」?戶外紮營這事古人很擅長
    對於那些以狩獵為生的民族來說,帳篷無疑是他們在遷徙過程中最輕便、最省事的流動居所,聰明的人們還會根據季節或環境需要來對帳篷「變身」。北美洲高緯度地區是一片冰天雪地的世界,在極寒的莽原中,世代生存著因紐特人。生機勃勃的夏季在這裡非常短暫,漫長而寒冷的冬日轉瞬即到,因紐特人每年蓋新房和搬家次數均為世界之最。
  • 印度高超聲速風洞是什麼水平?號稱僅次於美俄,是故意漏掉了中國
    據環球時報12月21日消息報導,DRDO在當地時間19日揭幕了位於海得拉巴地區的先進高超聲速風洞,按照DRDO的說法,此次展示的風洞是世界第三級別的風洞,僅次於俄羅斯和美國。風洞的噴嘴出口直徑約1米,能夠模擬飛行器在5-12馬赫速度下的飛行狀態。印度方面對此感到非常驕傲,DRDO宣布印度正式成為世界上第三個,擁有此種級別的大型測試風洞的國家。
  • 野店殘冬,綠酒春濃 - 一壺IFI HIP-DAC解千愁
    現在,在2020年的年頭,便攜解碼耳放系列又加入hip-dac:這是一款小巧、易於攜帶的DAC/amp,輸出功率有400mW(據稱阻抗非常低的IEM高達700mW),可以輕鬆地驅動任何耳塞,甚至一些更難驅動的低阻抗耳機也可以驅動。我很高興自己嘗試一下——我對很多藍牙耳機的測試感到很沮喪——總的來說,我對它提供的性能感到非常驚喜。
  • 汽車比例油泥模型風洞氣動優化原則與實踐|AutoAero202030期
    隨著汽車空氣動力學的發展,在汽車造型開發過程中,使用小比例油泥模型進行風洞試驗,已經被汽車企業廣泛採用。造型設計師在風洞試驗中根據試驗結果可以對油泥造型進行方案的不斷修改和調整,同時進行風阻測試,來獲得最佳風阻係數的汽車造型。
  • 【中國科學報】實驗室,「不一樣的煙火」
    作為工業級的示範系統,10兆瓦壓縮空氣儲能系統的建設凝結了整個團隊的心血,既需要實驗室中的冥思苦想、精打細算,又需要施工現場的擼起袖子、親力親為。平時,在鋼結構安裝、設備調試、電氣工程等各個環節、各個角落,處處都有這些「眼鏡」和「鋤頭」同時存在。  就這樣,眼鏡與鋤頭成為我們團隊共同的勞動符號。
  • 國內風洞現神秘隱身戰鬥機模型,F-22的前身YF-22?FC-31早期型?
    所謂的標準模型,就是利用公開程度較高的飛機信息,做出的高精度仿真模型,然後利用自己的風洞等測試措施,對其基本性能進行測量標定。根據李天院士回憶錄中介紹,我國在美國研製F-22隱身戰鬥機之初就開始跟蹤研究隱身技術了,那時F-22還沒有最終定型,是YF-22和YF-23兩種在競爭,當然最後是YF-22勝出了。
  • 既是實驗室,也是遊樂場:建造屬於兒童的博物館
    AOC工作室為此設立了創意空間,充分探討如何實現這一目標,還專門為兒童和家長準備了一個互動實驗,鼓勵他們回答諸如「什麼是博物館」這樣的問題。AOC工作室的聯合創始人、創意空間的負責人傑夫·希爾克羅夫特(Geoff Shearcroft)說,孩子普遍認為博物館是「收集和陳列物品的地方」。但他們也覺得,兒童博物館最吸引人的是「玩木馬、玩沙坑、在斜坡上跑上跑下、吃冰淇淋」。