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我国飞机综合气候实验室可模拟绝大多数极端天气

科学网讯 11月10日上午,101架C919转场西安阎良,进入下一步研发试飞和适航取证工作,其中一个重要试验内容是进行综合气候试验。

公开报道显示,我国正在西安建设一个大型综合气候实验室,C919是否会在这个室内实验室进行气候试验,尚未得到准确消息。

但这一综合气候实验室却引起人们广泛关注。为什么要有综合气候试验室,这个实验室是怎么“变天”的?飞机又是如何进行室内气候试验?

“有了综合气候实验室,飞机气候试验就可以不受自然约束,而是能呼风唤雨。”11月12日,科技日报记者采访了中国飞机强度研究所副总师成竹。

成竹透露,2014年,我国在西安阎良开始建设一个飞机综合气候实验室,规模与功能比肩美国麦金利实验室,后者是世界上最大、最先进的飞机气候实验室,可模拟地球上绝大多数极端天气条件。

资料显示,一架飞机的使用寿命一般为30年。而飞机制造是在舒适的工厂里进行的,但其整个服役过程中,却可能遍布全球,会历经炎热的沙漠和严寒的北极等气候,如果飞机不能耐受所遭遇的极端环境出现故障,轻则飞机无法起飞,重则机毁人亡。

综合气候实验就是要完成飞机适航前的气候检验,保证在各种气候条件下飞行的能力。

看看我国在建的这个综合实验室是怎么“变天”的。

“综合气候实验室是在一个封闭的保温空间内,模拟各种地球上存在的极端天气条件,如酷热的沙漠、冰天雪地的北极、闷热多雨的热带雨林等。”成竹说。

成竹告诉记者,为“变”出这些天气,实验室综合运用了制冷、加热、空调、控制等技术,开发了各种先进的环境模拟系统,其中最重要的是一套大型工业制冷系统,这套系统可以将实验室的温度调节到零下50余度,湿度可以调节到95%。

成竹还说,综合气候实验室同时开发了太阳辐射、降雨、吹风、冻雨降雾等环境模拟系统。所有环境模拟系统都在一套先进的控制系统指挥下协同运行,可以在实验室内实现如极端低温、极端高温、湿热、暴风雨、暴风雪、冻雨等你能想到的极端天气。

“在后续的建设中,还将新建一套‘补气系统’,这样在实验室内飞机发动机可以运行;新建一套‘冻云结冰系统’用以制造‘云’。”成竹解释说,云是由大量非常寒冷的液态或固体水组成的,用“冻云结冰系统”则能造出厚薄不一的云,使飞机如同在真实飞行中穿越厚厚的“云层”。

成竹介绍了飞机在室内完成各项气候试验的过程。先将飞机推到实验室内固定起来,各种辅助设备也一同推进实验室。然后环境模拟系统开始工作,对飞机进行各种考验,如将飞机置于零下50余度下冻成“冰棍”、在太阳灯下“烘烤”、在狂风暴雨中淋成“落汤鸡”,在暴风雪中被“冰封”。

“飞机和实验室内都布置了大量传感器和监控设备,测试人员时时监控着各类数据,看飞机在经过一系列极端考验后工作的状况。”成竹说。

在没有气候实验室以前,飞机进行所有的极端天气测试,都只能在野外自然环境下进行,不仅受季节、地区和时间限制,成本还极高。成竹告诉记者,ARJ21适航取证前后用了6年时间,一个重要因素就是等待天气。

有了实验室,可以人工“变天”,短时间即可获得大量试验数据,不仅可以复现任何一个测试结果,还将大大缩短测试时间,降低成本。

“当然,在实验室内完成所有测试后,还是要再进行后续自然环境测试的,相辅相成,互为补充。”成竹介绍,目前受气候实验室的尺寸限制,除了飞机滑跑、起飞不能测试外,其他极端天气测试项目基本均可进行。

责编:汉网

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