上海安亭淺析離心機發展趨勢

導讀:上海安亭科學儀器廠分別闡述了離心機的發展趨勢。

來源：未知發布日期：2019-08-21 10:44【大中小】

上海安亭科學儀器廠認為科學技術的發展離不開試驗研究平臺，裝備能力的提升離不開試驗檢測平臺，戰斗力的提高依賴于訓練手段的提高。基于能源安全、環境安全等因素，深海資源開發、地下污染長期防控、城市場地與建筑群整體防震等國家重大工程指引土工離心機功能向高、精、尖方向發展，多功能、復合型超大型土工離心機的研制將成為今后總的發展趨勢。基于對軍事安全等因素的考慮，武器突防的需要，復合環境模擬、多自由度、高動態、高精度的飛行環境模擬成為例行離心機的發展方向；基于武器精確打擊的需要，精密離心機規模將由元件級向部件級試驗發展。本文上海安亭科學儀器廠就離心機的發展趨勢做出淺析，以供參考。

1海工離心機
伴隨著陸地資源匱乏的危機，世界各國對海洋資源的開發利用日益增強。海工離心機的研制，主要著眼于再現和研究海洋環境下各種海工結構與海床系統的多尺度、多過程物理力學行為，以“再現海流、海浪、海風、海底地震、深海環境等海洋荷載及其耦合作用，揭示其對海洋流體-海工結構-海床土體三者之間動力相互作用的影響規律和破損機理”為重大科學命題。

2巨型土工離心機
離心力場中的加速度并不是一個常數，而是隨轉動半徑的增大而增大，模型與原型之間的誤差隨離心機半徑R的增大而減小，因而大轉臂的巨型土工離心機在模擬試驗時具有更高的精度。加之小容量的離心機無法模擬將來的大型工程，更催生了巨型土工離心機的發展。隨著時代的發展，巨型土工離心機在300m以上高壩安全性、千米級深地深海工程、百年跨度地下環境污染、平方公里尺度城市地震安全、千米尺度飛行器撞擊及高能爆炸研究方面將大有用處。上海安亭科學儀器廠了解到目前巨型土工離心機還有以下難題亟待解決。
(1）離心機主機：高g值下的主機結構、強度、安全問題，氣動功率與溫升問題，超大功率驅動與電機問題，氣動噪聲與轉臂振動問題，真空及密封技術問題；
(2）專用實驗設備：適應多學科研究試驗的專用設備研發；
(3）測量設備：高g值下如何獲得數據，傳感器、數據采集及遠程實時傳輸問題。

3高保真飛行模擬器
目前載人離心機的一個主要用途是用于飛行員的動態模擬飛行訓練，被世界各國空軍廣泛應用。事實證明，使用離心機進行模擬飛行訓練是行之有效的方法。為進一步延伸飛行模擬器的功能，讓其實用性進一步提高，甚至達到真實戰機訓練的效果，高保真無疑是飛行模擬器需要不斷提升的主要方向之一。高保真即讓離心機無限逼近真實的模擬飛機環境，能提供準確的模擬飛行載荷，在模擬座艙內配置飛機操縱元件、視景等，讓飛行員的感受與真實場景一致，提升飛行員的抗荷載能力，并能夠從主動操作中提升實戰能力。為模擬真實的飛機環境，將來的離心機動態飛行模擬功能將更加全面，不但能夠進行駕駛模擬、抗載荷訓練，還能模擬真實的空中格斗，從而進行更為復雜的戰術、戰法研究。為實現如此復雜的功能，對離心機控制算法、顯示、數值模擬等提出了更高的要求，同時還要求離心機有更高的動態能力。

4復合環境試驗離心機
上海安亭科學儀器廠認為復合環境試驗主要是針對土工離心機和例行試驗離心機，采用復合環境進行模擬試驗可以得到更加準確的結果，目前離心機實現多種復合環境試驗的相關技術正在不斷被突破。土工離心機需要集眾多功能于一身，要能滿足離心-振動-溫度復合、離心-爆炸復合、離心-撞擊復合、離心-氣動復合，模擬降雨、冰凍、水位升降，配備機械手進行打樁、拔樁、隧道開挖等功能。隨著航天航空及軍工產品高性能、高可靠的發展趨勢，要求例行試驗離心機不但能進行穩態試驗，還要能進行動、靜態復合，多種力學環境下的綜合試驗，可滿足離心-振動、離心-氣動-溫度等復合環境試驗的要求。

5高精密離心機
慣性儀表作為慣性技術的核心部件，廣泛應用于航空、航天、航海、軍事領域，如何確保慣性儀表的精度至關重要。精密離心機作為實現慣性儀表精度標定的核心設備，其自身精度從根源上決定了慣性導航和慣性制導的精度。因此，對于用于高精度慣性儀表測量標定的高精密離心機研制，國內外都給予了高度的關注和投入。在國外，美國和俄羅斯精密離心機加速度不確定度已經突破了10-6級。中物院總體所后來居上，研制完成的10-6量級精密離心機已經通過校準，并投入應用。精密離心機除了提高加速度精度以外，從單軸到多軸、從元件級到部件級標定也是重要發展方向。在精密離心機領域，國內研制單位還有很大的發展空間。

6結語
科學試驗用離心機作為專業的基礎試驗設備，在土木工程、抗震救災、能源開發、航空航天等領域有著廣闊的應用前景。上海安亭科學儀器廠了解發現隨著工業技術的發展，科學試驗用離心機的研制技術日益成熟，無論是國內還是國外都涌現出更為專業的研制團隊。需求帶動發展，正是由于心無旁騖的專業團隊與用戶之間的緊密聯系，才有科學試驗用離心機今天的成就。展望未來，科學試驗用離心機還有許多理論要提升，許多技術要突破，這注定是一個欣欣向榮的大舞臺。

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