视界观OBSERVATION SCOPE VIEW
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张建 陈文豪 崔筠竹 何佳奇
（郑州飞机装备有限责任公司，河南，郑州 450000）
摘 要：本文在对GJB150.8A-2009《军用装备实验室环境试验方法 第8部分：淋雨试验》进行参数解析的基础上，设计研发了一套能够完全满足该标准测试需求的淋雨试验系统。该系统解决了国内现存大型淋雨设备无法保证极大风速要求、无法进行精确保证降雨时间及降雨强度等诸多技术难题，为国内大型军用设备淋雨试验系统的设计提供了理论基础。 关键词：淋雨试验；风速；降雨强度中大BBS
一、引言
目前国内的淋雨试验设备虽然数量庞大，但大多数都无法真正满足GJB150A的技术要求，而且也无法同时涵盖标准中的三个试验程序。通过调研发现市场上现存的淋雨试验设备普遍存在以下问题：
1)使用单一雨盘同时进行程序I（滴雨和吹雨）和程序III（滴水）；
3)雨盘过低无法保证雨滴初速；
4)滴雨装置无控制系统无法确保降雨强度与时间。mcd
针对上诉问题，本文对基于GJB150A的军用设备淋雨试验系统进行研发设计。
二、淋雨试验系统结构设计
试验系统结构由箱体、风机和风道、程序Ⅰ滴雨装置、程序Ⅱ强化防水装置、程序Ⅲ滴水装置、加热装置、升降装置、供水系统等组成。
2.1 风机和风道设计
风机采用Φ2000mm大直径风洞风机来满足测试区域风速18m/s要求。风洞风机具备大风量、低风压、低转速、高效率、低能耗等特点，上述特点能够最大程度上匹配淋雨箱风速、风量的要求。风循环通道为卧式布置，风道内设置有导流装置，使气流回转畅顺，以减小高速风对箱体的冲击力。
根据试件检测区域及风机的结构将出风口设计成Φ2000mm圆形结构并在出风口安装导向均流格栅，将风机产生的乱流进行导向，提高出风面积分量的均匀性。根据总风量=风速×出风口面积，风速达到18m/s时需要总风量要达到203472m3/h。送风距离是和风机出风口面积及风压来决定的，由于风机设计有风压的存在，工作室容积的变化对风速造成的衰减可忽略不计，在出风口加装均流格栅将气流转换成均衡水平气流，从而确保到试件处气流的水平均衡性，满足到达区域风速18m/s的要求，且具有一定均匀性。
风机采用变频器无极控制，信号反馈到主控单元闭环控制，PID自动调节风机转速。当试验件较小时可调节减小出风口面积（采用挡板或可关闭百叶）提高出口风速。测量点风速增大，PID自动降低电机转速降低电机功率节能效果明显。
世代交叠模型2.3 强化防水装置
内箱体右侧的顶部、背部、前部、右部、左部均安装强化防水装置，由喷嘴、管路、阀门等组成，可同时进行五个面强化防水试验。背部、左部、右部的喷嘴安装在不同高度可折叠的喷杆上，以适应0～1.5m高度的要求，并在喷杆进水端设置手动球阀，不同高度的喷杆通过手动球阀独立开关，满足不同高度范围试件的喷淋网阵。顶部的强化喷头安装在程序Ⅲ滴雨盘上，高度通过雨盘升降装置在1m～4.3m自由调节。左、右两侧根据试件高度折叠或通过关闭不同高度的喷嘴，达到试验对喷淋网阵要求。
五个面强化防水试验的喷淋面积均大于1.8m²，为得到最大表面覆盖的重叠的喷淋网阵，喷嘴间距的设计保证在每小于0.56m2接受淋雨的表面范围内至少有一个喷嘴。
2.4 升降装置
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程序Ⅰ滴雨盘和程序Ⅲ滴雨盘各配备一套升降装置。升降装置由5根不锈钢圆柱进行滴雨盘的定位和导向，导线滑轮延圆柱垂直滚动，防止滴雨盘前后、左右摆动，不锈钢圆柱还起到承载升降载荷的作用。升降机械结构采用法兰连接到圆柱顶端将载荷传递到箱体基础上，避免箱体库板承受较大的载荷产生变形。
升降装置可分别独立调节滴水盘高度，升降高度检测和控制采用检测驱动电机旋转脉冲的方法来测量。
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2.5 供水系统
供水系统为滴雨装置、强化防水装置供水，由储水箱、水泵、过滤器、阀门、液位开关、流量计、压力变送器、水温传感器等组成。储水箱配置最低水位控制，箱内水盘中装有液位开关，提供回水控制信号。
三、淋雨试验系统控制系统设计
控制系统主控单元采用西门子PLC+工业一体化计算机，通过试验设定的降雨强度和系统测得的流量形成闭环控制，达到精确控制降雨强度的要求，强化试验要求的水压与系统测得的喷嘴压力形成闭环控制，达到强化试验对喷水压力的要求，工作室温度通过控制电加热管，达到试验温差的控制要求。控制系统选用两组泵，通过旁通流量+变频调节电机实现精确控制试验用水量。升降装置安装有电机旋转脉冲传感器，控制系统中测量脉冲数量来确定滴雨盘升降高度，并可检测当前雨盘停留高度，与用户设定高度形成闭环控制，控制升降装置在1~4.3m内自由、准确调节。
风机采用变频器控制调节风机风量，风速传感器检测工作腔室风速，信号反馈到主控单元形成PID闭环控制，自动调节风机转速达到要求风速。
四、结束语
通过对基于GJB150A军用设备淋雨试验系统的设计研究，解决了如下关键问题：
（1）本系统通过对风机、导流格栅、风道及闭环控制系统的优化设计，解决了以往国内大型淋雨设备因试验内腔体积庞大，风速在箱内严重衰减，无法在试件处保证18m/s风速的设计要求；
（2）本系统通过在供水系统中增加多级储水箱，双泵供水，保证了淋雨试验系统在开启瞬间能够迅速到达试验所需参数，解决了以往淋雨设备在初始阶段降雨量不可控，无法精确保证降雨时间的难题；
（3）本系统通过PLC系统对调节阀、增压阀、供水泵的闭环控制，解决了以往淋雨试验系统无法对降雨强度进行精确控制的技术难题。
参考文献：
翅膀力[1] 马志宏, 金国, 赵书平等.耐淋雨试验系统的研制[J]. 装备环境工程,2010(6):256-259.
[2] 石昌飞. 基于PLC的带风源淋雨设备研制[J]. 应用技术,2014(23):18-21.
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