要風得風要雨得雨 這個實驗室會「變天」

　　2017年11月13日 02:24 科技日　　本報記者 矯 陽

　　11月10日上午，101架C919轉場西安閻良，進入下一步研發試飛和適航取證工作，其中一個重要試驗內容是進行綜合氣候試驗。

　　公開報道顯示，我國正在西安建設一個大型綜合氣候實驗室，C919是否會在這個室內實驗室進行氣候試驗，尚未得到準確消息。

　　但這一綜合氣候實驗室卻引起人們廣泛關注。為什麼要有綜合氣候試驗室，這個實驗室是怎麼「變天」的？飛機又是如何進行室內氣候試驗？

　　「有了綜合氣候實驗室，飛機氣候試驗就可以不受自然約束，而是能呼風喚雨。」11月12日，科技日報記者採訪了中國飛機強度研究所副總師成竹。

　　成竹透露，2014年，我國在西安閻良開始建設一個飛機綜合氣候實驗室，規模與功能比肩美國麥金利實驗室，後者是世界上最大、最先進的飛機氣候實驗室，可模擬地球上絕大多數極端天氣條件。

　　資料顯示，一架飛機的使用壽命一般為30年。而飛機製造是在舒適的工廠里進行的，但其整個服役過程中，卻可能遍布全球，會歷經炎熱的沙漠和嚴寒的北極等氣候，如果飛機不能耐受所遭遇的極端環境出現故障，輕則飛機無法起飛，重則機毀人亡。

　　綜合氣候實驗就是要完成飛機適航前的氣候檢驗，保證在各種氣候條件下飛行的能力。

　　

　　看看我國在建的這個綜合實驗室是怎麼「變天」的。

　　「綜合氣候實驗室是在一個封閉的保溫空間內，模擬各種地球上存在的極端天氣條件，如酷熱的沙漠、冰天雪地的北極、悶熱多雨的熱帶雨林等。」成竹說。  

　　成竹告訴記者，為「變」出這些天氣，實驗室綜合運用了製冷、加熱、空調、控制等技術，開發了各種先進的環境模擬系統，其中最重要的是一套大型工業製冷系統，這套系統可以將實驗室的溫度調節到零下50餘度，濕度可以調節到95%。

　　成竹還說，綜合氣候實驗室同時開發了太陽輻射、降雨、吹風、凍雨降霧等環境模擬系統。所有環境模擬系統都在一套先進的控制系統指揮下協同運行，可以在實驗室內實現如極端低溫、極端高溫、濕熱、暴風雨、暴風雪、凍雨等你能想到的極端天氣。

　　「在後續的建設中，還將新建一套『補氣系統』，這樣在實驗室內飛機發動機可以運行；新建一套『凍雲結冰系統』用以製造『雲』。」成竹解釋說，雲是由大量非常寒冷的液態或固體水組成的，用「凍雲結冰系統」則能造出厚薄不一的雲，使飛機如同在真實飛行中穿越厚厚的「雲層」。

　　成竹介紹了飛機在室內完成各項氣候試驗的過程。先將飛機推到實驗室內固定起來，各種輔助設備也一同推進實驗室。然後環境模擬系統開始工作，對飛機進行各種考驗，如將飛機置於零下50餘度下凍成「冰棍」、在太陽燈下「烘烤」、在狂風暴雨中淋成「落湯雞」，在暴風雪中被「冰封」。

　　「飛機和實驗室內都布置了大量感測器和監控設備，測試人員時時監控著各類數據，看飛機在經過一系列極端考驗后工作的狀況。」成竹說。

　　在沒有氣候實驗室以前，飛機進行所有的極端天氣測試，都只能在野外自然環境下進行，不僅受季節、地區和時間限制，成本還極高。成竹告訴記者，ARJ21適航取證前後用了6年時間，一個重要因素就是等待天氣。

　　有了實驗室，可以人工「變天」，短時間即可獲得大量試驗數據，不僅可以復現任何一個測試結果，還將大大縮短測試時間，降低成本。

　　「當然，在實驗室內完成所有測試后，還是要再進行後續自然環境測試的，相輔相成，互為補充。」成竹介紹，目前受氣候實驗室的尺寸限制，除了飛機滑跑、起飛不能測試外，其他極端天氣測試項目基本均可進行。