今年10月,CAD和建筑管理名誉教授Nord Embroden(还曾两次拥有Land Yacht Sailing的世界速度记录),他们希望在宾夕法尼亚州Shanksville附近的93 National Memorial上升到塔楼,最终调整他设计的40艘铝制航行索具,旨在使塔能够说话。

“声音塔”是创建纪念公园的三相,5600万美元项目的最后一个元素。洛杉矶的保罗·默多克(Paul Murdoch)建筑师在2005年赢得了设计比赛,其中包括一个93英尺高的塔楼住房,40、5至10英尺,8英寸dia。,管状风钟。

这chimes’ random melodies of pure harmonious notes, with sometimes dissonant resonances, are meant to evoke the voices of the passengers and crew on Sept. 11, 2001, as captured by cockpit recordings and phone messages left for loved ones in the flight’s last moments as they battled hijackers apparently bent on using the plane to strike Washington D.C. The voice theme threads through the memorial’s expansive landscaping, visitors’ center and signature tower.

但是在2018年,随着塔楼的结构及其9月的奉献迅速接近,设计公司的创始人,该项目的总裁兼负责人保罗·默多克(Paul Murdoch)以及他的顾问和工程师团队仍在努力谋求发言。

“声音”是在2018年9月8日的“发声”仪式上献上的,只有八个钟声。默多克说,虽然声音很美,但风是明亮的,并且利用的机制未能提供整洁,频繁,有力的,罢工所需的敲击声,以使钟声碰到相反。本应赶上风并摆动前锋的金属帆,无效地旋转。在备份计划中,钟声是用绳索手动敲打的。

默多克说,起初似乎是一项相对简单的工程任务,这是一个“极其困难”的问题。他已经意识到,鉴于已经锁定了该项目的结构和性能限制,原始的帆设计无法正常工作。他说:“我们有一个过于强大的集会,持续了很多力量,但它不足以在风中表现出来。”“那是我意识到我们需要引进可以调和这两个频谱的人的时候。”

2019年3月,他站在讲台上接受Enr的年度之一新利18备用新闻记者奖for the project, Murdoch recalls saying, “So if there’s anybody in the audience who knows how to do wind chimes, we’re open to it," adding, “I don’t think they took me seriously. But that was a real thing.”

迭代

这problem was that the sails didn’t generate enough power to overcome the ever-growing heft and complexity of the stainless steel assemblies of strikers, hanger rods and flexible connectors suspending them and the sails below, along with governors to limit the sails’ travel to avoid collisions in the crowded confines of the tower.

每件作品都必须忍受高度重复的压力,并在十年后的十年又一年地度过一个持续不断的运动环境。每个元素都必须进行评级,以在400年的暴风雨中生存和4.73 kps(4,730磅)。

默多克说,设计和工程过程非常迭代,对建模,模型和原型进行了评估,以进行设计调整。它始于2016年11月的钟管,随后是管子悬架系统,前锋和帆。

默多克说,这位设计师与国家公园管理局的合同承认,这将是一系列特定范围和一次性费用的分阶段过程。“每个谨慎的迭代都将更明确下一阶段的需求。设计团队和所有者都有共同的风险,我们试图尽可能地调和。”

Chimes项目被两次冰上了几个月,从2018年10月到2019年4月,由于政府关闭,并在次年的同一年被公园服务部门奉献后的同一次。默多克说:“公园管理局希望退后一步,评估继续前进的过程。”

约束

默多克(Murdoch)组建了一支不寻常的专家团队,以帮助解决设计过程中出现的许多难题。除了来自Arup的结构,动态,机械和声学工程师等更常规的资源外,他还聘请了音乐家和调整理论家,一名Chimes Artist和Wind Conselltants开发钟管,并找出应该播放的音符。

最早的测试之一是证明是否将钟声的不锈钢前锋及其在8英寸迪亚(Dia)中的每一个中都产生影响。圆柱形铝管将起作用。他说,默多克的愿景是给每个铃声一个“内在的声音”。“我们象征性地感到我们追求的纪念活动是真实的。”

但是,钟的墙壁为½英寸。厚,三英寸。罢工者占据中心,罢工者只有两英寸,从静止,加速并撞击了足以发声的管子。

默多克说,格雷格·佩恩(Gregg Payne)艺术与设计的格雷格·佩恩(Gregg Payne)的钟声艺术家佩恩(Gregg Payne)不认为内部前锋会工作,但2017年8月的现场测试证明了他们可以。来自洛杉矶Arup Soundlab的声学工程师捕获了全谱,这是七个音调长度的三维声音记录,以使用不同的前锋质量和抑制材料分析其共振的质量和振幅。

默多克说,在测试期间,默多克说,在第一天结束时,电缆失败后,用不锈钢电缆将帆从罢工器上悬挂的想法咬合。这导致了罢工者,帆和州长之间使用不锈钢棒,链子和球接头之间的新联系的一轮修改和样机。

在2018年的伊利诺伊州莫顿(Morton)的鼓和打击乐器制造商Fugate Inc.之外的一座塔上测试了新的组件,但在2018年多次进行了测试,但每次修改都增加了机制的质量和复杂性,并进一步削弱了风反应。。

默多克承认,他绝望地“多次”,他们可能无法使声音工作。“所有这些挑战都非常困难,但是这三个挑战是:塔的范围,管的配置,这件事必须在风中表现出来,并应对磨损,这些东西足够强大,但随后,这取决于每种组合的设计,并理解它们如何表现为集会。...最终的设计比任何人预期的都更具挑战性。”他说。

当默多克努力利用风时,他开始与水手讨论问题,“因为他们熟悉如何阅读风能和束缚风力的行动,”他说。但是,他发现,即使他们对风行为有很好的了解,他们建议适应帆船装备的一切都无法在数十年的服务和极端条件下生存。然后,在2019年4月,一位水手建议他与Nord Embroden交谈,据说他知道如何设计和建造高性能的空气箔以及非常坚固,轻巧,风向的机器。

Emberoden是加利福尼亚州维克多维尔的Victor Valley College的70岁教授,在那里他开发并仍在教授建筑和建筑行业,起草和工程,建筑和制造技术方面的课程,并在此启动了其中一项1980年代初期,全国的第一门CAD课程。他的父亲是一名航海工程师,Embroden说,他从小就一直在建造土地尾工。他在陆地游艇速度的两种世界纪录之一中保持了20年的历史,现在经营着Nord Design,这是一家陆地游艇设计和制造业务,担任首席设计师,首席工程师兼首席执行官。

“这本来应该是一个相当快的项目,” Embroden回忆道。“我们经历了每一部分集会,我记得保罗说,‘我们有所有这些部分,我们希望您能利用一切,’” Embroden说。“我必须尽量不要浪费一系列制造的作品 - 几乎每件都是定制的,什么不是很少或很少使用。它已经进行了设计和设计,最后不起作用。”

一个难题

Embroden解释说:“这是一个棘手的问题,因为我们需要满足这些非常高的建筑工程目的标准,但是[]允许帆的运动量只有三到四英寸。它必须从零到最大速度并敲响铃声,然后重置本身。这是一个难题。”

默多克说,他们从阿鲁普(Arup)进行为期两天的研讨会开始,于2019年4月向该项目介绍了该项目,“到十月,我们能够测试一些成功产生风向罢工的帆。”最初的帆是三个设计的胶合板模型。然后,通过伊利诺伊州的散发法在铝制制造原型并进行了测试。每个人都有不同的行为特征,但它们都起作用,证明了概念证明。

国家公园管理局选择了这三种设计中最高的能源,但随后关闭了六个月的时间,同时评估了如何最好地前进并确定从概念原型到完整制造和安装所需的资源,默多克重述。它用纽约州布劳维尔特的Arch Production和Design LLC取代了Fugate。拱门最终制作了40个钟声,并于2020年9月安装了它们。

当公园服务最终使绿灯恢复恢复时,团队跳了起来,重点是重新分析整个钟声组件,以寻找减轻和简化它的方法。

“我有点饮食。” Embroden努力减轻组装的努力。他想替换的一个元素是较低的杆和球接头组件,以限制帆的运动范围。他建议绳索系绳。

默多克说,他早就提出了绳索,但由于怀疑绳索的力量和耐力,工程师拒绝了这个想法。那时,Embroden提出了一条以DSM名称在荷兰DSM的名称销售的超高分子量聚乙烯绳索。它被称为世界上最强的纤维。根据公司文学的说法,由于其高强度,重量和长寿,超级货车和拖船将其用于系泊和牵引线。DSM声称,用它制成的绳索比相同尺寸的钢丝的强度略高,而重量重7至10倍。

“这是一条非常好的绳索,而且效果很好。”Embroden说。

默多克说,工程师仍然很怀疑,但可能被诺德(Nord)在绳索上的深刻经验所震撼。默多克说:“另一件事是看到那台昂贵的金属制造件是多么限制,而且没有像这样的机制的可能性。”他补充说,该项目“在我们重新进入它的过程中恢复了新的生活”。

高功率帆是关键

Emproden的高功率帆是关键。它们迅速加速并产生坚固的前锋撞击,因为它们的配置为配对,平行的,垂直的空气箔,一个将一个放置在稍后和另一个内部的前缘。平板“空气坝”宽于配对箔的末端,垂直设置为覆盖其顶部和底部。大坝防止爆炸性湍流,并保持风流与机翼平行。

Embroden解释说,物理需要穿越内部的分子,而箔的外部则与后缘的箔片回去,他们在分手之前与帆上的相同关系中的相同关系。这会导致分子流过较长的外部曲线以跟上那些穿过较短内部路径的人的散布,从而相对于内部的压力或升降,这会在更长的一侧产生压力下降。帆曲线的形状使升力力在向前推动帆的前端更强,并将该运动的速度添加到风速中,从而增加了帆的前边缘的明显速度。

“我们与明显的风一起工作。”Embroden解释了。“力量迅速上升,这增加了帆的前进速度,这再次增加了明显的风速,并且循环继续下去。”第二个重叠的箔,充当放大器。使用这些原则,Embroden的陆地游艇,银子弹,速度的速度比实际风快七倍。

Emproden,还指定了一种制造和组装过程,该过程强调通过避免避免微小的障碍物来保持气流清洁。帆可以从上到下进行右手安装或左手安装,具体取决于Chime位置的风行行为。他还设计了可选连接点的两端旋转支架,以使帆以轻微的前向角度悬挂。当Tethers在旅行结束时,Tethers猛拉时,括号枢转是缓解结构上的压力。

张指定的不同连接点可以根据塔中每个位置的风特性来设置特定铃的系数。他还建议切换到攀岩者使用的轻质旋转,从犹他州克利菲尔德的Rock Exotica LLC,以进一步减轻Tethers。

当割伤者正确设置并且帆向右倾斜时,它们向前奔跑,但随着前锋产生影响,系绳却短得很短。突然停止稍微停止中心束缚的连接,旋转底部支架的旋转式托架导致帆的前缘扭曲了风,或者发动机,这使帆脱水,然后让它向后掉下并重新安置。

让声音塔经常说话并强烈地取决于帆性能的关键,这一启示性希望在今年10月有机会调整帆去年安装的帆时,它希望优化。他说,这将导致在较轻的风中进行更多的对话,“扩大塔楼的可操作范围”。

“解决这是一件很难的技术,”默多克谈到要确定零件要处理疲劳负荷和日常力量必须有多么沉重的过程,但仍然对风反应,但在end, the tower speaks, and hopefully, after Embroden’s adjustments in October, it will talk even more. Murdoch says, “It’s really quite a beautiful and brilliant sail design.”