上海安亭浅析离心机发展趋势

导读:上海安亭科学仪器厂分别阐述了离心机的发展趋势。

来源：未知发布日期：2019-08-21 10:44【大中小】

上海安亭科学仪器厂认为科学技术的发展离不开试验研究平台，装备能力的提升离不开试验检测平台，战斗力的提高依赖于训练手段的提高。基于能源安全、环境安全等因素，深海资源开发、地下污染长期防控、城市场地与建筑群整体防震等国家重大工程指引土工离心机功能向高、精、尖方向发展，多功能、复合型超大型土工离心机的研制将成为今后总的发展趋势。基于对军事安全等因素的考虑，武器突防的需要，复合环境模拟、多自由度、高动态、高精度的飞行环境模拟成为例行离心机的发展方向；基于武器精确打击的需要，精密离心机规模将由元件级向部件级试验发展。本文上海安亭科学仪器厂就离心机的发展趋势做出浅析，以供参考。

1海工离心机
伴随着陆地资源匮乏的危机，世界各国对海洋资源的开发利用日益增强。海工离心机的研制，主要着眼于再现和研究海洋环境下各种海工结构与海床系统的多尺度、多过程物理力学行为，以“再现海流、海浪、海风、海底地震、深海环境等海洋荷载及其耦合作用，揭示其对海洋流体-海工结构-海床土体三者之间动力相互作用的影响规律和破损机理”为重大科学命题。

2巨型土工离心机
离心力场中的加速度并不是一个常数，而是随转动半径的增大而增大，模型与原型之间的误差随离心机半径R的增大而减小，因而大转臂的巨型土工离心机在模拟试验时具有更高的精度。加之小容量的离心机无法模拟将来的大型工程，更催生了巨型土工离心机的发展。随着时代的发展，巨型土工离心机在300m以上高坝安全性、千米级深地深海工程、百年跨度地下环境污染、平方公里尺度城市地震安全、千米尺度飞行器撞击及高能爆炸研究方面将大有用处。上海安亭科学仪器厂了解到目前巨型土工离心机还有以下难题亟待解决。
(1）离心机主机：高g值下的主机结构、强度、安全问题，气动功率与温升问题，超大功率驱动与电机问题，气动噪声与转臂振动问题，真空及密封技术问题；
(2）专用实验设备：适应多学科研究试验的专用设备研发；
(3）测量设备：高g值下如何获得数据，传感器、数据采集及远程实时传输问题。

3高保真飞行模拟器
目前载人离心机的一个主要用途是用于飞行员的动态模拟飞行训练，被世界各国空军广泛应用。事实证明，使用离心机进行模拟飞行训练是行之有效的方法。为进一步延伸飞行模拟器的功能，让其实用性进一步提高，甚至达到真实战机训练的效果，高保真无疑是飞行模拟器需要不断提升的主要方向之一。高保真即让离心机无限逼近真实的模拟飞机环境，能提供准确的模拟飞行载荷，在模拟座舱内配置飞机操纵元件、视景等，让飞行员的感受与真实场景一致，提升飞行员的抗荷载能力，并能够从主动操作中提升实战能力。为模拟真实的飞机环境，将来的离心机动态飞行模拟功能将更加全面，不但能够进行驾驶模拟、抗载荷训练，还能模拟真实的空中格斗，从而进行更为复杂的战术、战法研究。为实现如此复杂的功能，对离心机控制算法、显示、数值模拟等提出了更高的要求，同时还要求离心机有更高的动态能力。

4复合环境试验离心机
上海安亭科学仪器厂认为复合环境试验主要是针对土工离心机和例行试验离心机，采用复合环境进行模拟试验可以得到更加准确的结果，目前离心机实现多种复合环境试验的相关技术正在不断被突破。土工离心机需要集众多功能于一身，要能满足离心-振动-温度复合、离心-爆炸复合、离心-撞击复合、离心-气动复合，模拟降雨、冰冻、水位升降，配备机械手进行打桩、拔桩、隧道开挖等功能。随着航天航空及军工产品高性能、高可靠的发展趋势，要求例行试验离心机不但能进行稳态试验，还要能进行动、静态复合，多种力学环境下的综合试验，可满足离心-振动、离心-气动-温度等复合环境试验的要求。

5高精密离心机
惯性仪表作为惯性技术的核心部件，广泛应用于航空、航天、航海、军事领域，如何确保惯性仪表的精度至关重要。精密离心机作为实现惯性仪表精度标定的核心设备，其自身精度从根源上决定了惯性导航和惯性制导的精度。因此，对于用于高精度惯性仪表测量标定的高精密离心机研制，国内外都给予了高度的关注和投入。在国外，美国和俄罗斯精密离心机加速度不确定度已经突破了10-6级。中物院总体所后来居上，研制完成的10-6量级精密离心机已经通过校准，并投入应用。精密离心机除了提高加速度精度以外，从单轴到多轴、从元件级到部件级标定也是重要发展方向。在精密离心机领域，国内研制单位还有很大的发展空间。

6结语
科学试验用离心机作为专业的基础试验设备，在土木工程、抗震救灾、能源开发、航空航天等领域有着广阔的应用前景。上海安亭科学仪器厂了解发现随着工业技术的发展，科学试验用离心机的研制技术日益成熟，无论是国内还是国外都涌现出更为专业的研制团队。需求带动发展，正是由于心无旁骛的专业团队与用户之间的紧密联系，才有科学试验用离心机今天的成就。展望未来，科学试验用离心机还有许多理论要提升，许多技术要突破，这注定是一个欣欣向荣的大舞台。

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