一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统及方法，该系统包括全光谱灯阵、红外灯阵和检测模块，红外灯阵包括第一红外灯阵、第二红外灯阵和第三红外灯阵，全光谱灯阵与飞机机头平行布设，全光谱灯阵、第一红外灯阵、第二红外灯阵和第三红外灯阵的有效辐射区域覆盖飞机整个上表面蒙皮；检测模块包括第一辐照计和第二辐照计，全光谱灯阵包括多个全光谱灯阵单元，全光谱灯阵单元均包括第一灯架、全光谱灯和遮网机构；该方法包括以下步骤：一、试样及标定灯阵准备；二、全光谱灯阵对红外灯阵的标定；三、飞机的进入固定；四、飞机太阳辐射模拟试验。本发明专利技术设计合理，满足气候环境实验室飞机太阳辐射模拟试验要求。候环境实验室飞机太阳辐射模拟试验要求。候环境实验室飞机太阳辐射模拟试验要求。

【技术实现步骤摘要】
一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统及方法


[0001]本专利技术属于飞机太阳辐射模拟试验
，尤其是涉及一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统及方法。

技术介绍

[0002]气候环境实验室是指在该实验室内可模拟多种气候环境，太阳辐射环境为模拟环境之一。太阳辐射模拟系统无法在实验室内设计成固定形式，否则在不进行太阳辐射模拟试验时该装置还需经受严酷的其他气候环境，技术难度加大，且研制经费增多，因此太阳辐射模拟装置应设计成可移动式、且方便拆卸和运输。气候环境实验室太阳辐射试验的对象通常为体积较大的飞机或装备，辐射面积大且不平整，将导致太阳辐射模拟装置安装后在实验室不再方便调整辐射距离。目前国内太阳辐射模拟装置通常为专用的太阳辐射环境箱，太阳辐射模拟辐射面积不大，辐射模拟装置多为一体化固定式，或者设计了运动机构可以在试验中调节辐射距离，以此实现太阳辐射模拟辐照度参数试验。所以，现有太阳辐射模拟装置不能完全适用于气候环境实验室飞机太阳辐射模拟试验。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其设计合理，全光谱灯阵和红外灯阵模块化，易于安装和拆卸，不仅满足气候环境实验室飞机太阳辐射模拟试验要求，而且可以不通过调整辐射距离调节辐照度，从而提高了适应范围。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：包括布设在气候环境实验室内且位于飞机上方的全光谱灯阵和红外灯阵，以及设置在飞机上的检测模块；所述红外灯阵包括沿飞机机身至尾翼布设的第一红外灯阵、沿飞机右副翼平行布设的第二红外灯阵和沿飞机左副翼平行布设的第三红外灯阵，所述全光谱灯阵与飞机机头平行布设，所述全光谱灯阵不超过飞机左副翼与飞机右副翼，所述第二红外灯阵和第三红外灯阵对称倾斜布设；所述全光谱灯阵、第一红外灯阵、第二红外灯阵和第三红外灯阵的有效辐射区域覆盖飞机整个上表面蒙皮；所述检测模块包括多个设置在全光谱灯阵下方的第一辐照计和多个分别设置在第一红外灯阵、第二红外灯阵和第三红外灯阵下方的第二辐照计，所述第一辐照计和第二辐照计均贴附在飞机上表面蒙皮上；所述全光谱灯阵包括多个依次拼接的全光谱灯阵单元，多个所述全光谱灯阵单元的结构相同，每个所述全光谱灯阵单元均包括第一灯架、8个布设在所述第一灯架上的全光谱灯和多个设置在第一灯架上且能对各个全光谱灯进行遮挡的遮网机构，所述全光谱灯阵单元中遮网机构和全光谱灯的数量相同且一一对应。
[0005]上述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述第一灯架包括第一上矩形框架、与第一上矩形框架平行布设的第一下矩形框架、连接所述第一上矩形框架与所述第一下矩形框架的第一竖向杆、设置在第一上矩形框架上的第一纵向连接杆和第一横向连接杆，以及设置在第一上矩形框架和第一横向连接杆上的第一灯架杆，所述全光谱灯安装在第一灯架杆上，且所述全光谱灯的照射面垂直朝下。
[0006]上述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述遮网机构包括铝边框和设置在所述铝边框内的不锈钢网和与所述铝边框连接且带动不锈钢网转动的电机模块；所述不锈钢网呈劣弧形，当所述不锈钢网位于全光谱灯的正下方时，所述不锈钢网的弯曲面远离全光谱灯的照射面。
[0007]上述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述电机模块包括设置在第一灯架杆上的第一L形杆与第二L形杆、设置在第一L形杆上的电机、与电机的输出轴传动连接且穿设在第一L形杆中的主动轴、穿设在第二L形杆中的从动轴，以及连接所述主动轴和所述铝边框之间与从动轴和所述铝边框之间的连杆，所述主动轴与从动轴上设置有配重件。
[0008]上述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述第一红外灯阵、第二红外灯阵和第三红外灯阵均包括多个依次拼接的红外灯阵单元，多个所述红外灯阵单元的结构相同，每个所述红外灯阵单元均包括第二灯架和4个布设在所述第二灯架上的红外灯，4个红外灯呈2排2列布设；所述第二灯架包括第二上矩形框架、与第二上矩形框架平行布设的第二下矩形框架、连接所述第二上矩形框架与所述第二下矩形框架的第二竖向杆、设置在第二上矩形框架上的第二纵向连接杆和第二横向连接杆，以及设置在两个第二横向连接杆上的第二灯架杆，所述红外灯安装在第二灯架杆上，且所述红外灯的照射面垂直朝下。
[0009]同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便的飞机太阳辐射模拟试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、试样及标定灯阵准备：步骤101、取两块飞机上表面蒙皮的试样记作第一试样和第二试样，并在第一试样的底面中心处粘贴第一温度传感器，在第二试样的底面中心处粘贴第二温度传感器；步骤102、将3个全光谱灯阵单元依次拼接，形成1
×
3全光谱灯阵单元，并将1
×
3全光谱灯阵单元安装在距离气候环境实验室地面4米高度处；其中，1
×
3全光谱灯阵单元中全光谱灯的照射面垂直朝下；步骤103、将6个红外灯阵单元依次拼接，形成2
×
3红外灯阵单元，并将2
×
3红外灯阵单元安装在距离气候环境实验室地面4米高度处；其中，2
×
3红外灯阵单元中红外灯的照射面垂直朝下；步骤104、将第一试样放置在1
×
3全光谱灯阵单元正下方；其中，1
×
3全光谱灯阵单元的投影中心和第一试样的顶面中心重合；将第二试样放置在2
×
3红外灯阵单元正下方；其中，2
×
3红外灯阵单元的投影中心和第二试样的顶面中心重合；步骤二、全光谱灯阵对红外灯阵的标定：
步骤201、在第一试样的任一个边处布设一个第一标定辐照计；其中，第一标定辐照计的顶部和第一试样的顶面相齐平；步骤202、调节1
×
3全光谱灯阵单元中遮网机构和各个全光谱灯的输出功率，以使第一标定辐照计检测到的辐照度满足第个设定模拟辐照度；同时，第一温度传感器对第一试样的温度进行检测，并将在满足第个设定模拟辐照度下得到的第一试样的温度记作第个设定模拟辐照度下试样基准温度;其中，为正整数，且，表示设定模拟辐照度的等级总数；步骤203、在第二试样的任一个边处布设一个第二标定辐照计；其中，第二标定辐照计的顶部和第二试样的顶面相齐平；步骤204、调节2
×
3红外灯阵单元中各个红外灯的输出功率，第二温度传感器对第二试样的温度进行检测，当第二温度传感器检测到的第二试样的温度满足时，通过第二标定辐照计检测到的辐照度记作与第个设定模拟辐照度对应的第个设定模拟辐照度红外灯标定值；步骤205、按照步骤202和步骤204所述的方法，进行第个设定模拟辐照度红外灯标定值获取，直至得到第个设定模拟辐照度红外灯标定值；步骤三、飞机的进入固定：将飞机移入气候环境实验，并通过刹车、轮档或系留装置将飞机固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：包括布设在气候环境实验室内且位于飞机上方的全光谱灯阵（1）和红外灯阵，以及设置在飞机上的检测模块；所述红外灯阵包括沿飞机机身至尾翼布设的第一红外灯阵（4）、沿飞机右副翼平行布设的第二红外灯阵（2）和沿飞机左副翼平行布设的第三红外灯阵（3），所述全光谱灯阵（1）与飞机机头平行布设，所述全光谱灯阵（1）不超过飞机左副翼与飞机右副翼，所述第二红外灯阵（2）和第三红外灯阵（3）对称倾斜布设；所述全光谱灯阵（1）、第一红外灯阵（4）、第二红外灯阵（2）和第三红外灯阵（3）的有效辐射区域覆盖飞机整个上表面蒙皮；所述检测模块包括多个设置在全光谱灯阵（1）下方的第一辐照计和多个分别设置在第一红外灯阵（4）、第二红外灯阵（2）和第三红外灯阵（3）下方的第二辐照计，所述第一辐照计和第二辐照计均贴附在飞机上表面蒙皮上；所述全光谱灯阵（1）包括多个依次拼接的全光谱灯阵单元，多个所述全光谱灯阵单元的结构相同，每个所述全光谱灯阵单元均包括第一灯架（1
‑
1）、8个布设在所述第一灯架（1
‑
1）上的全光谱灯（1
‑
2）和多个设置在第一灯架（1
‑
1）上且能对各个全光谱灯（1
‑
2）进行遮挡的遮网机构（1
‑
3），所述全光谱灯阵单元中遮网机构（1
‑
3）和全光谱灯（1
‑
2）的数量相同且一一对应。2.按照权利要求1所述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述第一灯架（1
‑
1）包括第一上矩形框架（1
‑1‑
1）、与第一上矩形框架（1
‑1‑
1）平行布设的第一下矩形框架、连接所述第一上矩形框架（1
‑1‑
1）与所述第一下矩形框架的第一竖向杆（1
‑1‑
2）、设置在第一上矩形框架（1
‑1‑
1）上的第一纵向连接杆（1
‑1‑
3）和第一横向连接杆（1
‑1‑
4），以及设置在第一上矩形框架（1
‑1‑
1）和第一横向连接杆（1
‑1‑
4）上的第一灯架杆（1
‑1‑
6），所述全光谱灯（1
‑
2）安装在第一灯架杆（1
‑1‑
6）上，且所述全光谱灯（1
‑
2）的照射面垂直朝下。3.按照权利要求1所述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述遮网机构（1
‑
3）包括铝边框（1
‑3‑
1）和设置在所述铝边框（1
‑3‑
1）内的不锈钢网（1
‑3‑
2）和与所述铝边框（1
‑3‑
1）连接且带动不锈钢网（1
‑3‑
2）转动的电机模块；所述不锈钢网（1
‑3‑
2）呈劣弧形，当所述不锈钢网（1
‑3‑
2）位于全光谱灯（1
‑
2）的正下方时，所述不锈钢网（1
‑3‑
2）的弯曲面远离全光谱灯（1
‑
2）的照射面。4.按照权利要求3所述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述电机模块包括设置在第一灯架杆（1
‑1‑
6）上的第一L形杆（1
‑3‑
3）与第二L形杆（1
‑3‑
4）、设置在第一L形杆（1
‑3‑
3）上的电机（1
‑3‑
5）、与电机（1
‑3‑
5）的输出轴传动连接且穿设在第一L形杆（1
‑3‑
3）中的主动轴、穿设在第二L形杆（1
‑3‑
4）中的从动轴（1
‑3‑
6），以及连接所述主动轴和所述铝边框（1
‑3‑
1）之间与从动轴（1
‑3‑
6）和所述铝边框（1
‑3‑
1）之间的连杆（1
‑3‑
7），所述主动轴与从动轴（1
‑3‑
6）上设置有配重件（1
‑3‑
8）。5.按照权利要求1所述的一种气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统，其特征在于：所述第一红外灯阵（4）、第二红外灯阵（2）和第三红外灯阵（3）均包括多个依次拼接的红外灯阵单元，多个所述红外灯阵单元的结构相同，每个所述红外灯阵单元均包括第二灯架（2
‑
1）和4个布设在所述第二灯架（2
‑
1）上的红外灯（2
‑
2），4个红外灯（2
‑
2）呈2排2列布
设；所述第二灯架（2
‑
1）包括第二上矩形框架（2
‑1‑
1）、与第二上矩形框架（2
‑1‑
1）平行布设的第二下矩形框架、连接所述第二上矩形框架（2
‑1‑
1）与所述第二下矩形框架的第二竖向杆（2
‑1‑
2）、设置在第二上矩形框架（2
‑1‑
1）上的第二纵向连接杆（2
‑1‑
3）和第二横向连接杆（2
‑1‑
4），以及设置在两个第二横向连接杆（2
‑1‑
4）上的第二灯架杆（2
‑1‑
6），所述红外灯（2
‑
2）安装在第二灯架杆（2
‑1‑
6）上，且所述红外灯（2
‑
2）的照射面垂直朝下。6.一种利用如权利要求1所述的气候环境实验室内飞机太阳辐射模拟试验系统对飞机进行太阳辐射模拟试验的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、试样及标定灯阵准备：步骤101、取两块飞机上表面蒙皮的试样记作第一试样和第二试样，并在第一试样的底面中心处粘贴第一温度传感器，在第二试样的底面中心处粘贴第二温度传感器；步骤102、将3个全光谱灯阵单元依次拼接，形成1
×
3全光谱灯阵单元（5），并将1
×
3全光谱灯阵单元（5）安装在距离气候环境实验室地面...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬文，吴敬涛，任战鹏，王红斌，孟姝君，
申请(专利权)人：中国飞机强度研究所，
类型：发明
国别省市：