Надувной [1] — это объект, который можно надуть газом , обычно воздухом , но также используются водород , гелий и азот . Одним из нескольких преимуществ надувного объекта является то, что его можно хранить в небольшом пространстве, когда он не надут, поскольку надувные объекты зависят от наличия газа для сохранения своего размера и формы. Выполнение функции на единицу используемой массы по сравнению с ненадувными стратегиями является ключевым преимуществом. Стадионные подушки, защитные ограждения, камеры колес транспортных средств , аварийные подушки безопасности и надувные космические среды обитания используют надувной принцип. Надувание происходит с помощью нескольких стратегий: насосы , напорный воздух , выдувание и всасывание.
Хотя термин «надувной» может относиться к любому типу надувного объекта, в водном спорте этот термин часто используется именно для обозначения надувных лодок .
Различают надувные конструкции высокого и низкого давления. В надувных конструкциях высокого давления структурные элементы, такие как колонны и арки, изготавливаются из прочного, гибкого материала, а затем надуваются при относительно высоком давлении. Эти элементы удерживают пассивные мембраны. Пространство, в котором находятся посетители или жители, находится под нормальным атмосферным давлением. Например, спасательные плоты самолетов представляют собой надувные конструкции высокого давления. Надувные конструкции низкого давления, с другой стороны, представляют собой слегка напорную среду, полностью удерживаемую внутренним давлением. Другими словами, посетители или жители испытывают давление, немного превышающее нормальное. Надувные конструкции низкого давления обычно изготавливаются из более легких материалов. Оба типа надувных конструкций (тип низкого давления в большей степени) несколько восприимчивы к сильным ветрам.
Воздушный шар — это надувной гибкий предмет, наполненный воздухом, а также газом , таким как гелий , водород , закись азота или кислород. Современные воздушные шары могут быть изготовлены из таких материалов, как латексная резина , полихлоропрен или нейлоновая ткань, в то время как некоторые ранние воздушные шары были сделаны из высушенных мочевых пузырей животных [ необходима ссылка ] . Воздушные шары из латексной резины могут использоваться в качестве недорогих детских игрушек или украшений, в то время как другие используются в практических целях, таких как метеорология , медицинское лечение , военная оборона или транспорт . Свойства воздушного шара, включая его низкую плотность и низкую стоимость, привели к широкому спектру его применения. Изобретателем воздушного шара из натурального латексного каучука (самого распространенного воздушного шара) был Майкл Фарадей в 1824 году, проводя эксперименты с воздухом и различными газами. [2]
Надувные замки и подобные конструкции — это временные надувные здания и конструкции, которые сдаются в аренду для мероприятий, школьных и церковных праздников и деревенских праздников и используются в развлекательных целях, в основном детьми. Рост популярности лунных прогулок привел к появлению индустрии аренды надувных конструкций, которая включает надувные горки, полосы препятствий, игры и многое другое. Надувные конструкции идеально подходят для портативных развлечений, поскольку их легко транспортировать и хранить.
Надувная лодка — это легкая лодка, борта и нос которой сделаны из гибких трубок, содержащих сжатый газ. Для небольших лодок пол и корпус под ним часто гибкие. На лодках длиной более 3 метров или 10 футов пол часто состоит из трех-пяти жестких фанерных или алюминиевых листов, закрепленных между трубками, но не соединенных жестко вместе. Часто транец жесткий, что обеспечивает место и структуру для установки подвесного мотора .
Некоторые надувные лодки были разработаны для разборки и упаковки в небольшой объем, поэтому их можно легко хранить и транспортировать на воду, когда это необходимо. Здесь лодка, когда надута, удерживается жесткой поперечной частью с помощью складной съемной банки . Эта особенность позволяет использовать такие лодки в качестве спасательных плотов для больших лодок или самолетов , а также для путешествий или отдыха.
Другие термины для надувных лодок — «надувная шлюпка», «резиновая шлюпка», «надувной» или «надувная спасательная лодка».
Шина (в американском и канадском английском) или шина ( в британском, новозеландском, австралийском и других вариантах английского языка) — это кольцеобразное покрытие, которое надевается на обод колеса , чтобы защитить его и обеспечить лучшую производительность транспортного средства, обеспечивая гибкую подушку, которая поглощает удары, удерживая колесо в тесном контакте с землей. Само слово может быть получено от слова «tie», которое относится к внешней стальной кольцевой части деревянного колеса телеги, которая связывает деревянные сегменты вместе (см. Этимологию ниже).
Основными материалами современных шин являются синтетический каучук , натуральный каучук , ткань и проволока, а также другие химические соединения. Они состоят из протектора и корпуса. Протектор обеспечивает сцепление , в то время как корпус обеспечивает поддержку. До изобретения резины первые версии шин представляли собой просто полосы металла, которые надевались на деревянные колеса для предотвращения износа. Сегодня подавляющее большинство шин представляют собой пневматические надувные конструкции , состоящие из корпуса в форме пончика из шнуров и проводов, заключенных в резину и обычно заполненных сжатым воздухом для формирования надувной подушки. Пневматические шины используются на многих типах транспортных средств, таких как велосипеды , мотоциклы , автомобили , грузовики , землеройные машины и самолеты .
Воздушно -поддерживаемая (или надуваемая воздухом) конструкция — это любое постоянное здание, структурная целостность которого обеспечивается за счет использования внутреннего сжатого воздуха для надувания оболочки из гибкого материала (т. е. структурной ткани) , так что воздух является основной опорой конструкции. Обычно она имеет форму купола , поскольку эта форма создает наибольший объем для наименьшего количества материала. Однако возможны и прямоугольные надувные конструкции, такие как выставочный зал Airtecture, построенный Festo AG & Co. [ 3]
Эта концепция была широко популяризирована Дэвидом Х. Гейгером в павильоне США на выставке Expo '70 в Осаке, Япония, в 1970 году. [4]
Для сохранения структурной целостности конструкция должна находиться под давлением таким образом, чтобы внутреннее давление было равно или превышало любое внешнее давление, приложенное к конструкции (например, давление ветра ). Конструкция не обязательно должна быть герметичной для сохранения структурной целостности — пока система наддува, которая обеспечивает внутреннее давление, заменяет любую утечку воздуха, конструкция останется устойчивой. Весь доступ к внутренней части конструкции должен быть оборудован двумя комплектами дверей или вращающейся дверью ( воздушным шлюзом ). Воздухоопорные конструкции закрепляются тяжелыми грузами на земле, грунтовыми анкерами, прикрепленными к фундаменту или их комбинацией.
Первой надувной игрой была Moonwalk (дом-батут) . Сегодня существует большое разнообразие надувных игр, которые бывают всех форм и размеров. Многие надувные игры заставляют людей соревноваться лицом к лицу с другими людьми, например, забег на тарзанке и гладиаторский турнир. Также доступно несколько надувных полос препятствий. Из-за своих больших размеров большинство полос препятствий состоят из двух или более надувных батутов, соединенных вместе.
Также существует несколько вариаций спортивных игр, которые стали переносными благодаря надувным конструкциям. Спортивная клетка — это надувная клетка, которая удерживает фон, напоминающий вид спорта (например, бейсбол , американский футбол , футбол , гольф ), в котором вы бросаете, подбрасываете, бьете или пинаете мяч в отмеченное место на фоне. Клетка не только удерживает фон, но и не дает мячам разлетаться повсюду. Некоторые спортивные клетки оснащены радаром , который покажет вам скорость вашего броска или удара.
В 2000-х годах надувные фигуры заменили пластиковые выдувные украшения для двора, которые использовались в качестве рождественских украшений во многих домах в США, а теперь их также используют в качестве украшений на Хэллоуин и для других случаев.
Они сделаны из синтетической ткани , из которой разные цвета были сшиты вместе в различных узорах. Электрический вентилятор постоянно нагнетает воздух в фигуру, восполняя потери воздуха через ткань и швы. Они освещаются изнутри маленькими лампами накаливания C7 (также используются в ночниках), которые закрыты полупрозрачными пластиковыми защелкивающимися колпачками, которые защищают ткань от тепла, если они будут касаться ее.
Надувные аттракционы бывают разных размеров, обычно четыре фута или 1,2 метра в высоту (работают от низковольтного источника постоянного тока и компьютерного вентилятора) и шесть или восемь футов (от 1,8 до 2,4 метра) в высоту, работают напрямую от сети переменного тока . Как и надувные аттракционы, аттракционы для улицы крепятся к земле растяжками (обычно синтетической веревкой или плоскими ремнями), чтобы удерживать их в вертикальном положении на ветру, хотя, будучи довольно хлипкими, это не всегда работает. Сильный снегопад или скопившаяся дождевая вода также могут помешать надлежащему надуванию.
Хотя они компактно хранятся, у них есть недостатки, включая большое количество электроэнергии, необходимое для постоянного поддержания их надутыми. Хотя их можно выключать днем, это оставляет фигуру сдутой и подверженной проблемам дождя и снега. Ледяной дождь , сильный снег или сильный ветер также могут привести к разрушению надувных изделий. Кроме того, как и палатка, они должны быть полностью сухими перед упаковкой для хранения, иначе может возникнуть проблема с плесенью (особенно если они хранятся в подвале).
Декоративные надувные изделия можно починить с помощью клейкой ленты или липкой ленты. Поскольку эти материалы теперь доступны в цветах, подобрать заплатку к надувному изделию не составит труда.
Декоративные надувные изделия изготавливаются в виде многих популярных персонажей, включая Санта-Клауса и снеговиков на Рождество , а также привидений и тыквенных фонарей на Хэллоуин . Также производятся несколько защищенных товарным знаком персонажей, включая Спанч Боба Квадратные Штаны , Винни-Пуха , Снупи и Вудстока из Peanuts . Также есть арки для прохода и « дома с привидениями » для детей, а также предметы для других праздников, например, Дядя Сэм на День независимости и пальмы для летних пикников на заднем дворе.
С 2005 года появились также надувные снежные шары , которые надувают крошечные шарики из пенополистирола внутри, струя воздуха воздуходувки подхватывает их и через трубку наверх, где они падают вниз внутри прозрачного винилового фасада. На других, в основном для Хэллоуина, легкие пенопластовые летучие мыши или привидения вращаются как конфетти в так называемом «шаре торнадо». Фигуры внутри обоих типов также надувные.
С 2006 года некоторые из них имеют движение, которое приводится в движение самим воздухом и эффектом Вентури . Оригинал представляет собой карусель (обычно окруженную прозрачным винилом для поддержки), другой, с 2007 года, представляет собой самолет с вращающимся пропеллером . Призраки также могут иметь вымпелы, которые развеваются там, где выходит воздух.
Надувные конструкции были сделаны визуальными художниками и выставлены в видных местах в Австралии, в том числе на воде в Сиднейской гавани и в небе над городом Канберра . Примерами являются Альфа-черепаха Альфа Альфа и Небесный кит Патрисии Пиччинини .
Воздушные балки, надувные лонжероны, [5] надувные крылья, [6] и надувные баллоны с улучшенной прочностью предоставляют средства для структурирования практических объектов. [7]
Надувные конструкции баллута были предложены для использования во время захвата в воздухе , торможения в воздухе и входа в атмосферу спутников Cubesat [8] и Nanosat [9] . Надувные конструкции для этих применений могут иметь различные инженерные формы, включая сложенные тороидальные, конусные и изотензоидные форм-факторы баллута. [9]
Надувные космические станции предлагались с 1960-х годов [10] , и в настоящее время планируется запустить одну расширяемую космическую станцию в 2015 году [11].
Типичные примеры надувных конструкций включают надувной киноэкран , надувную лодку , воздушный шар , дирижабль , эвакуационный трап , мебель, воздушных змеев и многочисленные наполненные воздухом игрушки для бассейна . Воздушные балки как структурные элементы находят все большее применение.
Надувные изделия меньшего размера (например, игрушки для бассейна) обычно состоят из одной или нескольких «воздушных камер», которые представляют собой полые оболочки, связанные мягким и гибким воздухонепроницаемым материалом (например, винилом ), в которые газ может входить или выходить через клапаны (обычно по одному на каждую воздушную камеру). Зависимость конструкции от закрытого газового кармана приводит к необходимости в очень прочном поверхностном материале и/или простоте ремонта разрывов и отверстий на материале, поскольку прокол или разрыв приведут к выходу газа изнутри (утечке) и сдуванию надувного изделия, которое зависит от давления газа , чтобы удерживать его форму. Обнаруживаемые утечки могут быть вызваны отверстиями (от проколов или разрывов) на материале, разделением швов, разделением частей клапана или неправильно закрытым или неправильно закрытым клапаном. Даже если надувной объект не имеет макроскопических утечек, газ внутри него обычно диффундирует из объекта, хотя и гораздо медленнее, пока не будет достигнуто равновесие с давлением снаружи объекта.
Многие надувные изделия изготавливаются из материала, который не растягивается при надувании; заметным исключением являются воздушные шары, резина которых сильно растягивается при надувании.
Дирижабль обычно надувают гелием, так как он легче воздуха и не горит в отличие от водородных дирижаблей, таких как « Гинденбург» .
Надувные конструкции также используются для строительства специальных спортивных площадок, быстросборных армейских палаток, воздушных балок для кемпинговых палаток и шумогенераторов. Использовались надувные летательные аппараты, включая Goodyear Inflatoplane . Надувание динамическим набегающим потоком воздуха обеспечивает крылья для дельтапланеризма и парапланеризма .
Надувные конструкции стали очень популярны среди общественности как архитектурные и бытовые объекты, когда синтетические материалы стали обычным явлением. [12] Такие знаковые конструкции, как павильон США на выставке Osaka Expo 1970 года , созданный Дэвисом и Броуди [13] , и передвижной павильон Виктора Ланди для Комиссии по атомной энергии популяризировали идею о том, что надувные конструкции могут быть способом строительства больших конструкций с очень большими внутренними пролетами без колонн. Эти большие надежды на надувные конструкции позже были разбиты многочисленными практическими трудностями, с которыми сталкиваются надувные здания, такими как климатизация, безопасность, чувствительность к ветру и огнестойкость, которые в настоящее время ограничивают их использование очень конкретными обстоятельствами.
DVD Ant Farm содержит инструкции по изготовлению собственных надувных изделий с использованием пластиковых пакетов и утюга . Низкий технологический барьер для создания надувных изделий еще больше снижается с помощью наборов инструкций DIY, таких как Inflatocookbook. [ 14]
В 2001 году в Австралии был выдан патент на «переносной вручную надувной автомобиль» (австралийский патентный номер 2001100029), однако ни одна известная практическая форма этого типа надувного автомобиля до сих пор не была коммерциализирована. [15]
Надувные изделия низкого давления большого размера часто можно увидеть на фестивалях в качестве декораций или надувных игр. Они сделаны из нейлона рип-стоп и имеют постоянный поток воздуха от нагнетателя, который их надувает.
В некоторых случаях надувная крыша добавляется к традиционной конструкции: самым большим примером в мире был стадион BC Place в Ванкувере, Британская Колумбия . Другой пример можно найти в римском амфитеатре в Ниме .
Многие компании используют надувные конструкции в форме своих продуктов или услуг. Они делают это, поскольку для их демонстрации не требуется разрешение от местного совета или органа власти, и их легко перемещать с места на место.
Надувные конструкции широко использовались в произведениях искусства такими художниками, как Пол Чан (художник) , [16] Мартин Крид , [17] [18] Джон Джасперс , [19] Джефф Кунс , [20] и Энди Уорхол . [21]
