大型气候实验室高低温模拟系统关键技术研究

目的突破关键技术,获得适用于大型气候实验室的高低温环境模拟系统方案。方法通过分析大型气候实验室载冷/载热系统和空气处理系统的工作原理和工作模式,指出高低温环境模拟系统在可能遇到的极端温度下存在的安全风险,从低温试验工况推断出换热器结霜的必然性。根据载冷剂物性设计规避系统安全风险和融霜的技术方案。结果在AS-6系统和CH2CL2系统的二次循环中设计了充注/排空功能,规避了载冷/载热系统的安全风险。设计了内外融霜结合的融霜方案,进行换热器融霜。结论试验和工程应用证明,通过增加载冷剂充注/排空方案和换热器融霜方案完善的大型气候实验室的高低温环境模拟系统方案合理可行,采用的关键技术可以指导类似系统设计。     

多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱研制

目的研制一种多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验箱,主要用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法通过高原气候特征分析、工艺验证和文献分析,进行设计、制造、试验谱设计和试验验证等工作。结果解决了光照和高低温低气压环境条件的同时施加问题,形成同时施加光照、气压、温度、湿度和风速五因素的高原高寒气候环境模拟加速试验箱。设计了一套高原高寒气候环境模拟加速试验谱,实现了高原高寒气候环境的多因素综合模拟和加速。结论试验箱各项技术指标达到设计要求。塑料样品的拉伸强度和冲击韧性性能、有机涂层的色差和光泽变化指标,与拉萨站试验结果进行对比,具有良好相关性和加速性。本试验箱可用于高原地区使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性快速评价。     

大型气候环境实验室综合控制管理系统网络结构设计

开展了大型气候环境实验室综合控制管理系统设计,以满足实验室飞机气候环境试验需求。通过梳理大型气候环境实验室工艺系统组成,分析了试验任务对试验过程控制、试验测试、数据管理、试验监控和试验信息展示等多方面需求,明确了综合控制管理系统功能,进行系统划分。综合运用当下主流的工业自动化过程控制方式,进行了实验室综合管控系统设计。搭建了实验室的综合控制管理系统网络结构,定义了网络通讯方式。该网络结构可作为综合控制管理系统各组成部分开展深化设计依据。     

大型气候环境实验室冷媒的分析选择

目的选择适用于大型气候环境实验室制冷系统的制冷剂和载冷系统的载冷剂。方法通过对气候环境实验室制冷系统和载冷系统的特性分析,提出制冷剂和载冷剂的选用原则。对常用制冷剂和载冷剂的物性分别进行对比分析,综合考虑环保性、制冷内循环特性、循环风系统和空气补偿系统对冷媒的要求等因素优选制冷剂和载冷剂。结果复叠制冷机组的高、低温段制冷剂分别选用R507和R23,中高温载冷剂选用AS-6,低温载冷剂选用AST-30。结论提出的冷媒介质选择方案适用于大型气候环境实验室。     

多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱研制

目的 研制一种多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,主要用于沿海、海岛和舰面大气使用的工艺、材料和零部件的快速筛选和环境适应性评价。方法 通过需求、现状和海洋气候特征分析,提出气候类型模拟的新思路。通过总体和模块设计、集成制造,研制多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,设计试验谱,开展试验验证,考核技术指标的符合性,并评价相关性和加速性。结果 解决了盐雾对光照条件的干扰、盐晶积聚等难题,研制了同时施加光照、盐雾、温度、湿度和风速5因素的多因素综合海洋气候环境模拟加速试验箱,编制了5因素综合海洋气候模拟加速试验谱。结论 与万宁站户外暴露试验结果相比,多因素综合海洋气候环境模拟加速试验技术评价金属腐蚀质量损失、工程塑料拉伸强度、有机涂层光泽色差等关键性能指标变化具有良好的相关性和高的加速性。     

气候环境实验室的温度校准及不确定度评定

目的解决气候环境实验室超大空间温度性能的校准问题。方法通过对实验室结构及气流组织进行分析,确定实验室有效空间内温度不均匀性及波动度概率较大位置,设计实验室温度校准方案。通过数据采集系统,对实验室温度数据进行采集,并对温度校准的不确定来源进行分析,评定气候环境实验室温度性能及扩展不确定度。结果以低温工况-50℃及高温工况50℃数据分析为例,气候环境实验室在低温-50℃时,室内温度平均值处于-48.67^-50.27℃范围内的可信度是95%;在50℃时,室内温度平均值处于48.57~50.77℃范围内的可信度是95%。结论气候环境实验室温度性能校准方法可实现对超大空间实验室温度性能的校准,并验证了气候环境实验室温度的均匀性及波动度等技术指标满足其设计要求。     

大型气候环境实验室空气处理系统方案探讨

目的探讨适用于大型气候环境实验室的空气处理系统方案。方法从大型气候环境实验室空气处理系统的功能出发,探讨循环风系统、新风系统和空气补偿系统方案,并对各系统的工作流程和优劣进行分析,在此基础上提出优化的集成空气处理系统方案。结果循环风系统采用串联风道比并联风道能更好地保证极限温湿度指标和均匀性指标,循环风系统与空气补偿系统集成方案优于两个个独立系统方案、具备可行性。结论该空气处理系统方案适用于大型气候环境实验室。     

环氧云铁/丙烯酸涂层户外暴露试验与实验室综合加速试验的相关性研究

目的 研究有机涂层在拉萨试验站户外暴露试验与多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验条件下的相关性。方法 以环氧云铁/丙烯酸有机涂层为研究对象,通过开展户外暴露试验和实验室综合模拟加速试验,利用光泽计和色差仪等分析设备,获得用于表征涂层老化性能的色差和失光率变化规律,比较涂层体系在2种试验条件下老化程度。采用ATR-FTIR、EIS等方法研究涂层分子结构变化和不同环境条件对涂层防腐性能的影响,并分析涂层的降解机理。采用Spearman秩相关系数(rhos)法计算涂层体系在2种环境下的相关性。结果 与户外暴露试验12个月相比,综合模拟加速试验60 d,环氧云铁/丙烯酸有机涂层的色差和失光率基本一致,其色差的相关性为0.771 4,失光率的相关性为0.828 6。结论 与拉萨试验站户外暴露试验相比较,环氧云铁/丙烯酸涂层体系在综合加速试验后的色差、失光率、红外光谱、电化学阻抗等关键性能参数变化趋势基本一致,老化机理基本相同。多因素综合高原高寒气候环境模拟加速试验装置能够综合模拟高原高寒气候环境下阳辐射、气压、温度和湿度等环境因素,具有较好的模拟性和相关性。     

基于状态空间法的大型气候环境实验室热负荷仿真模型

目的建立可用于大型气候环境实验室初期设计热负荷计算的方法和模型,对实验室的热负荷进行计算,为制冷系统选型提供依据。方法通过分析实验室的组成结构和热负荷来源,基于状态空间法建立各部分的热负荷计算方法,在Simulink中搭建以制冷量为输入参数的实验室热负荷计算仿真模型,对实验室空载降温过程进行仿真。结果该仿真模型可以快速对实验室热负荷进行计算,并且可以方便地增减热负荷模块,实验室在降温过程中热负荷达3500 k W以上,地板结构的热负荷占到了总热负荷50%以上。结论热负荷计算结果可应用于空调系统和制冷系统的设计和选型,以及控制策略的优化。     

400g-t复合环境试验离心机研制

目的研制一种容量达到400g-t的复合环境试验模拟离心机,能够实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。方法分解离心机的技术指标,进行总体部件设计、主驱动控制设计以及关键部件设计。系统配置静、动平衡检测装置,同时设计静态平衡调节装置。结果设计的静态平衡调节装置最大能调节6 t负载。系统预留多种复合模拟试验接口,可以实现离心-振动、离心-温度等复合环境模拟试验的开展。结论设计的400g-t综合环境试验离心机达到设计指标,满足工程应用与科学研究需求。     

虚拟海战场景中气候环境的模拟研究

为了实现真实感的海战环境模拟,针对虚拟海战场景中气候环境的特点,对现有的不规则模糊物体的建模方法进行了设计和改进.详细讨论了海战场景中天空、云、雾、光照和基于粒子系统的雨、雪及闪电的模拟方法,并建立了整体三维气候环境的模型.仿真结果表明,该方法简单实用,可以满足实时海战环境仿真的需求.     

飞机气候试验

现代战争要求飞机具有全天候作战能力。飞机气候试验是在进行复杂气象条件试飞前需要完成的气候环境试验,用以验证飞机和地面保障设备的气候环境适应性设计,保证飞行安全。结合国内外气候试验发展情况,介绍了飞机气候试验的目的、重要性、试验内容、试验管理及工作程序等。     

气候环境实验室降雪环境模拟技术研究

目的建立实验室降雪环境模拟技术,为飞机等武器装备降雪环境适应性试验验证提供技术支持。方法基于对自然降雪和实验室模拟降雪机理的对比与分析,提出影响实验室内模拟降雪的关键因素,并结合理论分析和试验研究,得出实验室内模拟降雪环境的冷负荷计算方法和最优成雪的水粒直径。结果建立了实验室降雪环境模拟技术,采用该降雪环境模拟技术,降雪强度及降雪品质均满足飞机等武器装备降雪环境适应性试验验证需求。结论建立的降雪环境模拟技术切实有效,可用于实验室飞机等武器装备降雪环境适应性试验研究。     

气候环境实验室降/扬雪环境表征方法分析

针对国内目前尚未开展过民机整机级实验室降/扬雪试验、对适航关注的降/扬雪环境参数不明确等问题,分析了气候环境实验室降/扬雪环境表征方法。首先从与降/扬雪相关的气象标准、环境试验标准、适航符合性验证方法和国外民机相关试验资料这四个方面着手收集了与降/扬雪环境相关的文献,分析提炼出了10个可对降/扬雪环境进行表征的方法。然后以民机降/扬雪环境下的适航符合性验证要求为基础,结合上述提炼出的10个表征方法,分析确定采用温度、能见度、总含水量、风速和雪密度对气候环境实验室降/扬雪环境进行表征,研究得到的降/扬雪环境表征方法可为将来在气候环境实验室内开展民机降/扬雪试验提供参考。     

一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备的研制

目的研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。方法针对海洋环境下服役的装备材料及结构承受环境腐蚀-扭转载荷耦合作用的特点,采用液压伺服闭环控制原理,通过特定结构布置、液压动力系统和伺服扭转疲劳系统的合理设计,研制一种海洋气候环境-扭转疲劳试验设备。结果该设备可实现扭转角度、扭矩、频率等试验参数的精确控制,准确表征工作在海洋大气环境中的材料及结构扭转性能。结论新研制的设备适用于海洋大气环境下服役的材料及构件扭转性能试验验证与评估。     

温室气体对气候环境的影响预测及其不确定性

随着温室气体排放量的增加,联系温室气体特有的保温效应,大气平均气温将升高。在采用气候模式对未来近百年的气候变化做出一定预测的基础上,分析未来可能出现的气候变化所造成的对气候环境方面的影响。详细分析了现阶段预测未来气候环境变化存在的不确定性,正是这些不确定性影响了预测的可信度。     

7A04和2A97在典型气候环境中的性能演变规律研究

目的 研究湿热海洋、湿热雨林、暖湿酸雨典型气候环境对7A04和2A97铝合金性能的影响.方法 通过对7A04和2A97铝合金试样进行户外暴露试验,结合外观形貌观察、力学性能检测、化学成分分析等手段,研究7A04和2A97在典型气候环境中的性能演变规律.结果 对于7A04铝合金,经过2 a的湿热海洋气候环境试验后,表面出现均匀腐蚀,抗拉强度、伸长率下降,硬度无变化;经过2 a的湿热雨林气候环境试验后,外观形貌、抗拉强度、硬度无变化,伸长率下降;经过2 a的暖湿酸雨气候环境试验后,表面出现点蚀,抗拉强度、硬度无变化,伸长率下降.对于2A97铝合金,经过2 a的湿热海洋气候环境试验后,表面由点蚀发展为局部腐蚀,抗拉强度、伸长率下降,硬度无变化;经过2 a的湿热雨林气候环境试验后,外观形貌、抗拉强度、伸长率、硬度无变化;经过2 a的暖湿酸雨环境试验后,外观形貌、硬度无变化,抗拉强度、伸长率下降.结论 湿热海洋和暖湿酸雨气候环境对7A04和2A97易造成腐蚀,而湿热雨林气候环境对7A04和2A97不易造成腐蚀,2A97的耐蚀性优于7A04.     

军用飞机实验室气候试验管理

目的更好地对即将到来的军用飞机气候试验进行管理,为试验管理提供思路和依据,方法分析美国军用飞机试验与评估体系,以及美军飞机实验室气候试验的计划过程,并与国内现状进行对比。结果得到美军飞机实验室气候试验在装备试验与评估体系中的定位及试验时机,总结出美国装备环境试验管理过程的特点以及国内装备环境试验管理的特点。结论得到国内气候试验管理的不足以及需要研究的方向,为国内气候试验管理研究提供参考。     

全球气候变化的研究与进展

论述了全球气候变化的研究目标、方法、主要科学问题及近10年来国内外的研究进展和存在的主要问题。指出中国是全球的一个组成部分,又是人类活动最为强烈的地区之一,在全球气候变化、特别是人类活动诱发的气候变化的研究中占有十分重要的地位。建议大力加强全球气候变化的研究,增加研究经费的投入,积极参与国际科学合作,把当前较为分散的研究有效地组织到一些有前景的、能出高水平成果的课题上去,为全球气候变化研究做更大的贡献。