1 環境模擬(ni)技(ji)術(shu)(shu)是新的綜合性工程技(ji)術(shu)(shu)
社會的(de)(de)(de)發展(zhan)和科學技術的(de)(de)(de)進(jin)(jin)步，要(yao)(yao)求人的(de)(de)(de)生存(cun)和工作(zuo)空(kong)間(jian)不(bu)斷(duan)擴大，對(dui)各(ge)類(lei)產(chan)品的(de)(de)(de)數量和質(zhi)量的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求不(bu)斷(duan)提高(gao)，相(xiang)應(ying)地(di)(di)，對(dui)人的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)適(shi)應(ying)性(xing)(xing)和產(chan)品的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)可靠(kao)性(xing)(xing)也提出(chu)了(le)更高(gao)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求。為此(ci)，需(xu)要(yao)(yao)進(jin)(jin)行(xing)各(ge)種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)適(shi)應(ying)性(xing)(xing)及可靠(kao)性(xing)(xing)試驗(yan)(yan)，對(dui)所(suo)有產(chan)品（電子及電工產(chan)品，常(chang)規(gui)及非常(chang)規(gui)兵器，飛行(xing)器、艦船及機動車輛等）都制(zhi)定相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)試驗(yan)(yan)規(gui)范，并不(bu)斷(duan)地(di)(di)修訂和更新(xin)(xin)。美國2000年元旦(dan)正式頒布的(de)(de)(de)新(xin)(xin)軍標(biao)MIL-STD-810F代表了(le)目前*新(xin)(xin)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)試驗(yan)(yan)要(yao)(yao)求，據此(ci)，各(ge)國先后建立了(le)各(ge)種(zhong)類(lei)型、不(bu)同規(gui)模(mo)的(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)模(mo)擬(ni)試驗(yan)(yan)設備，在這些設備中(zhong)再現各(ge)種(zhong)環(huan)境(jing)(jing)條件，進(jin)(jin)行(xing)環(huan)境(jing)(jing)適(shi)應(ying)性(xing)(xing)及可靠(kao)性(xing)(xing)試驗(yan)(yan)。*新(xin)(xin)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)展(zhan)是進(jin)(jin)行(xing)各(ge)類(lei)人機系統的(de)(de)(de)綜合環(huan)境(jing)(jing)動態試驗(yan)(yan)。 我國自20世(shi)紀(ji)60年代以來，為了(le)滿足兵(bing)器(qi)(qi)、飛機、人造衛星、火車和汽車等的(de)(de)研究、研制和生(sheng)產的(de)(de)需要(yao)，自主(zhu)生(sheng)產了(le)相當數(shu)量的(de)(de)各類(lei)不同規(gui)模(mo)的(de)(de)環境(jing)模(mo)擬設(she)(she)備(bei)(bei)。近十幾年來，建(jian)成了(le)一些達到水(shui)平(ping)、具有自己(ji)特色的(de)(de)環模(mo)設(she)(she)備(bei)(bei)，如“重(zhong)武器(qi)(qi)環境(jing)室(shi)”、“某試(shi)(shi)(shi)(shi)驗場(chang)常規(gui)兵(bing)器(qi)(qi)大(da)型環模(mo)設(she)(she)備(bei)(bei)”和“KM6大(da)型空間(jian)環模(mo)設(she)(she)備(bei)(bei)”等地面、空中(zhong)和空間(jian)環模(mo)設(she)(she)備(bei)(bei)。在(zai)國外，50年代以來，為了(le)適(shi)應兵(bing)器(qi)(qi)、航(hang)空和航(hang)天產品的(de)(de)發展(zhan)，亦先后建(jian)立了(le)各類(lei)不同規(gui)模(mo)的(de)(de)環境(jing)模(mo)擬設(she)(she)備(bei)(bei)，如英國皇家陸軍科學研究院車輛環境(jing)實驗室(shi)、維(wei)也納車輛研究試(shi)(shi)(shi)(shi)驗中(zhong)心(xin)的(de)(de)機車和車廂靜(jing)動態環境(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗設(she)(she)備(bei)(bei)、美(mei)國阿伯丁試(shi)(shi)(shi)(shi)驗場(chang)兵(bing)器(qi)(qi)環境(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗設(she)(she)備(bei)(bei)、法國圖(tu)魯茲航(hang)空研究中(zhong)心(xin)高空模(mo)擬設(she)(she)備(bei)(bei)、美(mei)國格魯門公司(si)及(ji)波音公司(si)的(de)(de)高空試(shi)(shi)(shi)(shi)驗艙(cang)、美(mei)國NASA約翰(han)遜空間(jian)中(zhong)心(xin)的(de)(de)大(da)型空間(jian)環模(mo)設(she)(she)備(bei)(bei)和日(ri)本筑波空間(jian)環模(mo)艙(cang)等。 伴隨著環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)模(mo)設(she)(she)備(bei)和(he)(he)(he)(he)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展，在(zai)實踐(jian)和(he)(he)(he)(he)解決理(li)論(lun)(lun)問題的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)中，吸收了(le)多門學(xue)(xue)科(ke)（熱學(xue)(xue)、力學(xue)(xue)、電學(xue)(xue)、生物學(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)和(he)(he)(he)(he)光學(xue)(xue)等(deng)）和(he)(he)(he)(he)多項(xiang)技(ji)術(shu)（制冷、真(zhen)空(kong)、空(kong)調(diao)、自(zi)動(dong)控(kong)制、計量等(deng)）的(de)(de)(de)(de)相關(guan)理(li)論(lun)(lun)和(he)(he)(he)(he)方(fang)法(fa)，形成了(le)一(yi)個獨立的(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)理(li)論(lun)(lun)體系(xi)——環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)。環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)擬(ni)技(ji)術(shu)是一(yi)門新的(de)(de)(de)(de)邊(bian)緣技(ji)術(shu)，主要研究各種自(zi)然環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)及誘發(fa)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)人工再現技(ji)術(shu)和(he)(he)(he)(he)在(zai)模(mo)擬(ni)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)下(xia)的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)技(ji)術(shu)。環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)擬(ni)設(she)(she)備(bei)和(he)(he)(he)(he)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)技(ji)術(shu)經(jing)歷(li)了(le)由單參數(shu)模(mo)擬(ni)到多參數(shu)模(mo)擬(ni)，從(cong)靜態(tai)模(mo)擬(ni)到動(dong)態(tai)模(mo)擬(ni)，從(cong)產品試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)到人機系(xi)統環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展過(guo)程(cheng)(cheng)。它當前的(de)(de)(de)(de)發(fa)展方(fang)向是：建(jian)立整機多參數(shu)綜合(he)(he)動(dong)態(tai)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)擬(ni)設(she)(she)備(bei)，進行多參數(shu)綜合(he)(he)動(dong)態(tai)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)和(he)(he)(he)(he)人機系(xi)統綜合(he)(he)環(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)(huan)境(jing)(jing)動(dong)態(tai)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)，以及進行虛擬(ni)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)研究和(he)(he)(he)(he)應用。 2 環境模擬分類 人類生(sheng)活(huo)和(he)工作(zuo)在極(ji)其(qi)復雜的(de)自然(ran)和(he)人工環(huan)(huan)(huan)境中，環(huan)(huan)(huan)境因(yin)素(su)對人的(de)生(sheng)存和(he)工作(zuo)，以(yi)及對產品的(de)可靠(kao)性都(dou)有重要影響。1971年(nian)美國對機載電子設備進行全年(nian)故(gu)障(zhang)率分(fen)析后得出結論：由于環(huan)(huan)(huan)境因(yin)素(su)造(zao)(zao)成(cheng)的(de)占(zhan)50%以(yi)上。因(yin)此，研究各種環(huan)(huan)(huan)境的(de)性質和(he)特點，分(fen)析其(qi)對人類生(sheng)活(huo)和(he)工作(zuo)，以(yi)及對產品造(zao)(zao)成(cheng)的(de)影響有極(ji)其(qi)重大的(de)現(xian)實(shi)意義。環(huan)(huan)(huan)境種類通常分(fen)為氣(qi)候環(huan)(huan)(huan)境、力學環(huan)(huan)(huan)境、電磁環(huan)(huan)(huan)境和(he)復合(he)環(huan)(huan)(huan)境。 氣候環境又可分為地面環境、空中環境和空間環境。由于地面環境和空中環境的交融，通常按環境參數分為溫度環境、壓力環境、濕熱環境、砂塵環境、煙霧環境、雨環境、霉菌環境和太陽輻照環境以及多參數綜合環境。空間環境是個特殊的環境，相對獨立，通常包括高真空環境、冷黑環境、微重力環境、高能帶電粒子環境、弱磁場環境、原子氧環境、微流星環境、空間碎片環境、等離子體環境和磁層亞爆環境等。力學環境包括加速度環境、振動環境
、沖擊環境和噪(zao)聲環境。 3 環境模擬設備 3.1 地面環(huan)境模擬設(she)備(bei) 地面(mian)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)設備(bei)主(zhu)要有低溫(wen)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、高溫(wen)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、濕熱環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、太陽輻照環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、砂(sha)塵環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、雨環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、浸漬(zi)環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、酸性環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、爆(bao)炸性大氣環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)、積冰/凍雨環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)和(he)霉(mei)菌環(huan)(huan)境(jing)(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)(mo)擬(ni)等(deng)設備(bei)。 由于地面兵器(qi)的(de)(de)空運(yun)及機(ji)載(zai)使(shi)用(yong)(yong)，傳統的(de)(de)地面兵器(qi)空中使(shi)用(yong)(yong)時可能會遭(zao)遇特殊(shu)環境，如(ru)快速溫度(du)變化、溫度(du)沖擊(ji)和溫壓環境。對于整機(ji)，這(zhe)些環境的(de)(de)模(mo)擬(ni)在技術上有一定的(de)(de)難度(du)。 當前地面(mian)環(huan)(huan)(huan)境模(mo)(mo)(mo)擬的主要(yao)發展(zhan)方(fang)向(xiang)是多(duo)參(can)數綜合動態環(huan)(huan)(huan)境模(mo)(mo)(mo)擬。美國(guo)*新的MIL-STD-810F軍(jun)標規定(ding)了溫(wen)度(du)、濕(shi)度(du)、低氣壓、振動四綜合環(huan)(huan)(huan)境試驗；英國(guo)皇(huang)家陸(lu)軍(jun)科學研究(jiu)院的車輛環(huan)(huan)(huan)境實驗室允許882.6kW的坦克車在開車狀態下模(mo)(mo)(mo)擬低氣壓、溫(wen)度(du)環(huan)(huan)(huan)境；美國(guo)陸(lu)軍(jun)阿伯丁靶場的兵器環(huan)(huan)(huan)境試驗設備能讓車輛在行(xing)駛(shi)道路條件下模(mo)(mo)(mo)擬低溫(wen)、高溫(wen)、濕(shi)熱、低氣壓等單參(can)數環(huan)(huan)(huan)境和多(duo)參(can)數組(zu)合環(huan)(huan)(huan)境。 該設備(bei)有1000m3、145m3和(he)45m3 3個環(huan)境室，采用(yong)1套空氣(qi)制冷系統和(he)各自獨立的電加熱設備(bei)，低溫可(ke)達到-100℃，高溫可(ke)達80℃，于(yu)1984年建成并經國家(jia)驗收，在(zai)大型環(huan)模設備(bei)中首次成功采用(yong)了空氣(qi)制冷。該設備(bei)試驗間尺寸(cun)為(wei)16m×8m×8m（長×寬×高），溫度(du)范圍為(wei)常溫～50℃，濕度(du)可(ke)到85×（1±005） RH（≤40℃），太(tai)陽輻射強度(du)1kW/m2，模擬(ni)的風速為(wei)35m/s。 3.2 空中環境模擬設備(bei) 目前，空中環(huan)境模擬試驗(yan)主要有飛機環(huan)境控(kong)制系統(tong)空中環(huan)境模擬試驗(yan)和飛機發(fa)動機高空性能試驗(yan)。 （1）飛(fei)機環控(kong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)空(kong)中(zhong)環境模(mo)擬試(shi)(shi)驗(yan)。這類試(shi)(shi)驗(yan)模(mo)擬空(kong)中(zhong)飛(fei)行(xing)時的外界大氣壓力和溫(wen)度（蒙皮熱附面層恢復溫(wen)度），以及(ji)發動機壓氣機引氣參(can)數(shu)和沖壓空(kong)氣參(can)數(shu)（溫(wen)度、壓力和流量）。主要的環境試(shi)(shi)驗(yan)有(you)部件(jian)（附件(jian)）試(shi)(shi)驗(yan)、環控(kong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)試(shi)(shi)驗(yan)和環控(kong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)聯(lian)合（包括座(zuo)艙和設備艙）試(shi)(shi)驗(yan)。 （2）發動機高空性能(neng)試驗。發動機高空性能(neng)試驗在發動機高空性能(neng)試驗臺上進行。 當前，空中環境模擬(ni)(ni)的發(fa)展方向(xiang)是(shi)：模擬(ni)(ni)飛行(xing)(xing)器，特(te)別是(shi)高速(su)飛行(xing)(xing)器飛行(xing)(xing)任務(wu)(wu)包(bao)線(xian)確定的氣(qi)壓(ya)和溫度變化環境；模擬(ni)(ni)由飛行(xing)(xing)任務(wu)(wu)包(bao)線(xian)與發(fa)動(dong)機工作狀態變化共同確定的壓(ya)氣(qi)機引氣(qi)參數變化和沖(chong)壓(ya)空氣(qi)參數變化（流量、壓(ya)力和溫度變化）。這是(shi)多參數綜合的動(dong)態環境模擬(ni)(ni)。 （3）空間(jian)環(huan)(huan)境(jing)模擬。空間(jian)環(huan)(huan)境(jing)模擬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)主要有：熱(re)(re)平(ping)衡試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)（載人及(ji)無人航(hang)天(tian)器(qi)），熱(re)(re)真空試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)（載人及(ji)無人航(hang)天(tian)器(qi)），載人航(hang)天(tian)器(qi)人機組合艙外活動的空間(jian)環(huan)(huan)境(jing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，微重(zhong)力試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，空間(jian)輻照(zhao)環(huan)(huan)境(jing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，空間(jian)高能粒子(zi)輻照(zhao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，電子(zi)、質(zhi)子(zi)、紫(zi)外線綜(zong)合輻照(zhao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，原子(zi)氧、紫(zi)外線綜(zong)合輻照(zhao)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，空間(jian)碎片及(ji)微流星(xing)環(huan)(huan)境(jing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，空間(jian)防污染環(huan)(huan)境(jing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)，磁環(huan)(huan)境(jing)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)等。目前常用熱(re)(re)真空試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、熱(re)(re)平(ping)衡試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)、艙外活動試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)和(he)微重(zhong)力試(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)。 它的主(zhu)容器(qi)(qi)（立式）直(zhi)徑12m，高(gao)22.4m，主(zhu)輔容器(qi)(qi)總(zong)容積3200m3，可以完(wan)成載人(ren)航(hang)天器(qi)(qi)和(he)大型衛星的熱真空及熱平衡(heng)試(shi)(shi)(shi)驗、宇航(hang)員艙外活動環(huan)境(jing)試(shi)(shi)(shi)驗和(he)航(hang)天器(qi)(qi)系統及部件試(shi)(shi)(shi)驗，已承擔(dan)“神州號(hao)飛(fei)船(chuan)”及我(wo)國多種人(ren)造衛星的空間環(huan)境(jing)試(shi)(shi)(shi)驗。其(qi)規模及技術總(zong)體水平排在美國、俄羅斯和(he)歐共體之后，日本及印度之前，居世界第4位(wei)。 美國(guo)*近計劃開始新的(de)大型受控(kong)生(sheng)(sheng)態(tai)生(sheng)(sheng)保地(di)面模(mo)(mo)擬試驗(yan)(yan)(yan)——“行(xing)星受控(kong)生(sheng)(sheng)態(tai)生(sheng)(sheng)保系統聯合試驗(yan)(yan)(yan)”（BIOPlex）。它是一個大型的(de)綜(zong)合性(xing)模(mo)(mo)擬試驗(yan)(yan)(yan)基地(di)，除能(neng)進行(xing)受控(kong)生(sheng)(sheng)態(tai)生(sheng)(sheng)保永久(jiu)基地(di)地(di)面模(mo)(mo)擬試驗(yan)(yan)(yan)外(wai)，還(huan)可以(yi)模(mo)(mo)擬行(xing)星景觀、機(ji)械活(huo)動(dong)、出艙活(huo)動(dong)和運(yun)輸車工作等復雜(za)的(de)艙外(wai)航(hang)(hang)天(tian)任務(wu)。另外(wai)，在這些(xie)試驗(yan)(yan)(yan)艙內(nei)可以(yi)模(mo)(mo)擬類似火星和月球表面的(de)光照情況。這也(ye)是將來(lai)我國(guo)在深(shen)空探測(ce)載人航(hang)(hang)天(tian)環境模(mo)(mo)擬方(fang)面的(de)發(fa)展趨勢。 4 結束語 綜(zong)上(shang)所述，環(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)設備(bei)和(he)環(huan)(huan)境(jing)(jing)試驗(yan)(yan)(yan)技術經歷了(le)由單參數(shu)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)到(dao)多參數(shu)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)，從靜態(tai)(tai)(tai)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)到(dao)動(dong)態(tai)(tai)(tai)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)的發展過(guo)程。發展方向是建立(li)整機多參數(shu)綜(zong)合動(dong)態(tai)(tai)(tai)環(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)設備(bei)和(he)進行多參數(shu)綜(zong)合動(dong)態(tai)(tai)(tai)環(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)試驗(yan)(yan)(yan)及(ji)人(ren)機系統綜(zong)合環(huan)(huan)境(jing)(jing)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)試驗(yan)(yan)(yan)。該(gai)項技術可(ke)以在(zai)環(huan)(huan)模(mo)(mo)(mo)設備(bei)中再(zai)現各(ge)種環(huan)(huan)境(jing)(jing)條件(jian)，進行產(chan)品的環(huan)(huan)境(jing)(jing)適應性和(he)環(huan)(huan)境(jing)(jing)可(ke)靠性試驗(yan)(yan)(yan)，以及(ji)人(ren)的環(huan)(huan)境(jing)(jing)適應性和(he)人(ren)機工效(xiao)等方面的試驗(yan)(yan)(yan)。 應當(dang)加(jia)快我國的(de)環境(jing)模擬(ni)技術研究和(he)設備建設，以達到水(shui)平，為國防建設和(he)國民經濟(ji)的(de)發(fa)展做出(chu)貢獻。
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