1、麥金萊環(huán)境試驗
驅(qū)車從亞特蘭大市出發(fā)沿美國南方高速公路行程約 6個小時,便來到了被人們視為“神秘王國”的佛羅里達(dá)—— 坦帕灣*基地。倘若不是親眼看到時而掠過頭頂?shù)囊患芗軕?zhàn)斗機(jī),你絕不會相信這片綠茵環(huán)抱的地方竟是一座龐大的軍事基地。這里有一處不曾為世人所知的秘密實驗室。美國諸軍兵種*的許多新型武器裝備,都是從這里經(jīng)過特殊的“考核”,才走向戰(zhàn)場發(fā)揮效能的。這個實驗室,就是神秘的“麥金萊氣候?qū)嶒炇摇?rdquo;
2、50年風(fēng)雨結(jié)碩果
第二次世界大戰(zhàn)中,由于德國人充分認(rèn)識到環(huán)境條件可以作為一種作戰(zhàn)武器來使用的重要性,使得德國*在波蘭、北非戰(zhàn)場上使用的環(huán)境武器作戰(zhàn)效果十分明顯。同時加上戰(zhàn)場多變的氣象條件,如雨、雪、風(fēng)、電(雷)等,對*作戰(zhàn)武器裝備帶來了較大的影響,于是美國人就對氣象條件對*武器裝備和*作戰(zhàn)行動的影響及人員適應(yīng)環(huán)境的能力等做深入細(xì)致的研究。并于1949年在其佛羅里達(dá)的*基地建立了“麥金萊氣候?qū)嶒炇?rdquo;。實驗室可以通過對各種氣候、天象條件的模擬,試驗和檢驗環(huán)境武器的戰(zhàn)場效果及現(xiàn)行武器裝備的戰(zhàn)斗性能,訓(xùn)練特種*在各種復(fù)雜氣候條件下實施全天候作戰(zhàn)的能力。
到目前為止,這個實驗室已經(jīng)接納了美國*、*、*和**戰(zhàn)隊400余架各類飛機(jī)、70多個導(dǎo)彈系統(tǒng)、2600多種軍事裝備的氣候條件適應(yīng)性試驗,為不斷改良和提高武器裝備性能獲取大量的科學(xué)數(shù)據(jù)。同時,實驗室還研制了十余種用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭戰(zhàn)場的環(huán)境武器,有利地配合了美軍海外*的作戰(zhàn)行動。
3、30多種氣候、天象條件在這里*
“麥金萊氣候?qū)嶒炇?rdquo;,占地面積近30平方公里,目前已成功地組建了8個大型氣候工作間,這些功能各異、設(shè)備先進(jìn)的工作室可以對30多種氣候環(huán)境、天象條件進(jìn)行研究和模擬。如“雨實驗室”每小時可下15英寸的暴雨,并能下雪和結(jié)冰;“風(fēng)實驗室”,從風(fēng)平浪靜到刮起30米/秒的颶風(fēng),所用時間不到3分鐘;“氣溫實驗室”,可以使室內(nèi)溫度從攝氏80度迅速降至零下40度;在“雷(電)實驗室”里,剛才還是晴空*、微風(fēng)和煦,轉(zhuǎn)眼之間就已烏云密布、電閃雷鳴;“沙漠實驗室”,則裝有140盞高能太陽燈,在灼熱的燈光照耀下,室內(nèi)溫度與非洲沙漠正午時的悶熱別無兩樣。而zui大的實驗室要屬“海洋實驗室”。
“海洋實驗室”僅水面面積就達(dá) 6平方公里,zui深處有15米,水溫、海上風(fēng)浪可以自行調(diào)節(jié)。由于“麥金萊氣候?qū)嶒炇?rdquo;具備*的“自然”條件和得天獨厚的人工氣象調(diào)節(jié)功能,這些年來,美國大約有55%的武器裝備都曾經(jīng)做過它的“考生”,它也成為美軍名符其實的先進(jìn)作戰(zhàn)武器和特種作戰(zhàn)*邁向戰(zhàn)場的*位“考核官”。
4、環(huán)境武器從實驗室走向戰(zhàn)場
開發(fā)環(huán)境武器是“麥金萊氣候?qū)嶒炇?/a>”的主要任務(wù)之一,美軍目前所使用的90%以上的環(huán)境武器都是經(jīng)它研制成功并使用于現(xiàn)代戰(zhàn)爭戰(zhàn)場的。由于環(huán)境武器具有作戰(zhàn)效益高、威力大、隱蔽性好的特點,而被各國的軍事專家逐漸發(fā)展為系統(tǒng)開發(fā)和利用。美國環(huán)境武器開發(fā)是60年代以后的事情。
他們主要是利用云和大氣中微粒的不穩(wěn)定性的特點,向云層、潮濕的空氣中播撒有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)或利用物理手段人為地改變氣候、天象條件,有針對性地制造不同狀態(tài)的戰(zhàn)場環(huán)境來達(dá)到預(yù)期的作戰(zhàn)目的。如播撒碘化銀、干冰等催化劑,形成降雨、降雪,還可以在此基礎(chǔ)上,增加云團(tuán)的對流,使云團(tuán)中的冰粒在上下對流過程中不斷增大,進(jìn)而形成冰雹;通過播撒氣溶膠或燃燒紅磷的方法,制造霧或人工造云、消云;通過物理方法在云體中、兩塊云體間或云體與大地之間,制造、誘發(fā)閃電或改變閃電的強(qiáng)度;通過開辟“紫外線窗口”,即對大氣層中臭氧層的破壞,改變大氣中臭氧的濃度,將臭氧層“貫穿”,使太陽的紫外線直接照射到地面,形成干旱或沙漠。
此外,還可以利用大地本身的不穩(wěn)定性,用物理或化學(xué)方法激發(fā)大量的能量,產(chǎn)生人造海嘯、雪崩、改變河道或航道、引爆火山、改變高層大氣物理結(jié)構(gòu)等等。
如1071年初,美軍在越南戰(zhàn)場為掐斷北越的運輸供給線,利用西南季風(fēng)的有利條件,在局部戰(zhàn)場大量地投放碘化銀戰(zhàn)劑,實施大規(guī)模的人工降雨,造成每小時降雨量達(dá)80毫米的特大暴雨,導(dǎo)致位于的補(bǔ)給長廊——“胡志明小道”受損極大。在未實施人工降雨時,補(bǔ)給線是通常每周可通行9000輛汽車,運送大約35000噸的戰(zhàn)備物資,而在實施人工降雨后,每周只能通過900輛,物資運送降到2000噸左右,使越南*的戰(zhàn)爭保障受到嚴(yán)重打擊。
由于“麥金萊氣候?qū)嶒炇?rdquo;的特殊環(huán)境,美軍一直把這里當(dāng)做特種*訓(xùn)練的主要場所。其特種*的隊員通常是在系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了戰(zhàn)場生存的理論知識后才可以進(jìn)入“氣候?qū)嶒炇?rdquo;訓(xùn)練的,一般4天為一個周期,每次訓(xùn)練大約需要2~3個周期。
實驗室為隊員們提供了類似熱帶雨林、非洲沙漠、冰雪極地、高原低氧、海上生存等各種特殊或常見的氣候條件,并配置與氣候條件相適應(yīng)的各種動、植物,供隊員進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練。訓(xùn)練中,隊員往往有時不得不面對長時間的“烈日”似火暴曬而得不到一滴水喝的現(xiàn)實,轉(zhuǎn)眼間卻又傾盆大雨迎頭而下,一個個又成了名符其實的“落湯雞”;剛才還是風(fēng)調(diào)雨順,突然間變得電閃雷鳴;隊員們置身于毒蛇猛獸經(jīng)常出沒的森林中,既要時時提防它們的野性攻擊,又要想方設(shè)法以此充饑裹腹。
在“海洋實驗室”里,隊員被*四肢后投入海水中,他們要學(xué)會在海中自行解脫而不被淹死的技能,有時則要求隊員長時間浸泡在冰冷的水中直到身體凍僵為止。更令隊員們難以忍受的是:在實驗室里連續(xù)數(shù)日不睡覺、不進(jìn)食,當(dāng)他們“彈盡糧絕” 時,卻又陷入“敵軍”的重重包圍,而你又必須殺出重圍獲得生存。經(jīng)過幾個周期“氣候?qū)嶒炇?rdquo;訓(xùn)練下來,特種*的隊員們都如死過一次一樣,面對重新獲得的新生,連喜極而泣的力氣都沒有了。難怪隊員們都說: “這里比戰(zhàn)場還真實、還艱苦,絕不想第二次再來這里。”
氣候?qū)嶒炇业?/a>“表現(xiàn)”,讓美軍嘗到了甜頭。為此,美軍決定進(jìn)一步加大對實驗室的投資,使其成為美國發(fā)動戰(zhàn)爭機(jī)器的一個重要組成部分。雨、雪、熱和黑夜都無法擋住這些敏捷的信使去完成它們的預(yù)定任務(wù)。”
這段語錄來自第五世紀(jì)希臘的歷史學(xué)家Herodotus,并且多年來已成為美國郵政服務(wù)機(jī)構(gòu)的非正式標(biāo)語。但它同時也是*麥金利氣候?qū)嶒炇业淖毅憽3?ldquo;黑夜”之外,——實驗室里的燈大部分時間都開著,這段語錄能夠概括坐落在佛羅里達(dá)走廊的綜合試驗中心所做的一切。
在二戰(zhàn)期間構(gòu)思,于1949年建成,并且在后來50多年里被大規(guī)模革新的麥金利氣候?qū)嶒炇夷軇?chuàng)造地球上存在的幾乎所有氣候條件,兩個主試驗箱的溫度可以控制在負(fù)65到165華氏度(-54℃到74℃)之間的任一溫度。
每種主要的美國武器系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)備都到Eglin*基地的麥金利氣候?qū)嶒炇医?jīng)受嚴(yán)酷的環(huán)境試驗。zui近F/A-22正在經(jīng)受冷凍、烘烤、大雨沖洗、雪封、風(fēng)吹、霧罩和濕化。在2003年9月初,“猛禽”完成了為期3個月的試驗并通過了這一系列的嚴(yán)酷考驗。
麥金利氣候?qū)嶒炇业念I(lǐng)導(dǎo)Kirk Velasco說:“F/A-22比在這看到的大部噴氣式飛機(jī)的問題少得多??偟膩碚f,它的性能很好。”
5、進(jìn)入試驗箱
猛禽04號機(jī)是*架帶*航空電子系統(tǒng)的設(shè)計定型的F/A-22,于2004年5月29日從加里佛尼亞州愛得華*基地的*飛機(jī)試驗中心飛到佛吉尼亞州的蘭利*基地停留一個晚上。由于蘭利*基地的*戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊預(yù)定于2005年成為*個F/A-22的作戰(zhàn)單位,他們想來一個先睹為快。第二天,第四架能飛的“猛禽”便飛往Eglin*基地的麥金利氣候?qū)嶒灐?br /> 到達(dá)后,該飛機(jī)立即準(zhǔn)備試驗,并且被安裝在252英尺寬、201英尺深和70英尺高的主試驗箱里。這一飛機(jī)棚外面的大型溫度計顯示試驗箱內(nèi)部的溫度。盡管外面可能有90度(32℃)的高溫,但試驗箱內(nèi)部的溫度卻達(dá)到了負(fù)40度(-40℃)時。
氣候試驗項目計劃的編制早在該飛機(jī)在佛羅里達(dá)降落以前就開始了。詳細(xì)計劃于2001年初就開始,但初步討論在“猛禽”到達(dá)的四年前就開始了。這一切都是在按部就班地進(jìn)行著。
Velasco解釋說:“我們于7月中旬在這里召開了聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(jī)(Joint Strike Fighter)試驗的全體會議。JSF將于2007年5月來到這里。試驗F-35將是一個挑戰(zhàn),它是STOVL(短距起飛,垂直降落)的特殊變種。這是我們開始這么早的原因之一。”
F/A-22聯(lián)合試驗組組長Brent Poulson說:“制定“猛禽”的試驗計劃相對比較簡單,我們基本上是先查閱以前對其他戰(zhàn)斗機(jī)的試驗記錄,同時根據(jù)經(jīng)驗制定這一方案。F/A-22同樣有環(huán)境規(guī)范。它預(yù)定在某些溫度和一系列的特殊條件下工作。我們研究那些要求并和需要做的試驗相匹配,從這里開始試驗計劃的編制工作。”
一個由*和承包商的骨干人員組成的隊伍一直伴隨著該飛機(jī)。在整個氣候試驗項目過程中,來自*和承包商的技術(shù)員、工程師、維修人員和飛行員一直輪班作業(yè)。在任何時候都有大約72個與F/A-22有關(guān)的人員在場。
6、做好準(zhǔn)備
關(guān)于麥金利氣候?qū)嶒?/a>的主題,標(biāo)準(zhǔn)媒體提供的照片通常是一架飛機(jī)停在那里,并且被冰雪覆蓋著。*張照片是1947年5月24日拍攝的,照片上顯示在主試驗箱里有6架飛機(jī),包括有一架洛克希德的P-80。照片給人的印象是,實驗室里進(jìn)行的試驗是靜態(tài)的。事實上,幾乎所有的試驗都是動態(tài)的,飛行員在駕駛員座艙就位,維修師和機(jī)組人員不斷地忙碌著,飛行系統(tǒng)不停地運行,發(fā)動機(jī)也在運轉(zhuǎn)。
該實驗室是世界上少有的幾個噴氣發(fā)動機(jī)可在密閉的機(jī)棚里運行的實驗室之一,為了使發(fā)動機(jī)能夠運轉(zhuǎn),必須有進(jìn)氣和排氣口。空氣溫度必須和實驗室里的溫度相同,否則結(jié)果就不準(zhǔn)確。
實驗室從飛機(jī)棚外面的空氣儲罐里獲取空氣??諝鈨弈軐崟r提供每分鐘80萬立方英尺(2.3萬立方米)的預(yù)調(diào)節(jié)的冷或熱空氣(根據(jù)實驗而定),以更換發(fā)電機(jī)吸入的空氣。排出和進(jìn)入試驗箱同樣多的空氣。如果空氣儲罐是空的,在需要提供特別冷或熱的空氣進(jìn)行氣候試驗時,大約需要24小時才能完成預(yù)調(diào)節(jié)空氣的補(bǔ)充。
Velasco已在該實驗室工作了18年,他補(bǔ)充說道:“每一個項目都是*的。以前這里有秘密飛機(jī),所以我們處理特殊材料。每個飛行器都有的要求和管道需求。” 就F/A-22而言,需要配備一個Y形導(dǎo)管,以緩沖飛機(jī)后面排出的廢氣并保持管子其它地方?jīng)鏊?,這樣的造型使在試驗過程中飛機(jī)的兩個發(fā)動機(jī)能夠運行。實驗室的現(xiàn)場工作人員建設(shè)和安裝一個獨立的導(dǎo)管,使飛機(jī)頂部的小門上的輔助動力單元能夠開啟。
一旦在試驗箱里安裝完畢,04號“猛禽”看起來就象科幻小說里面動物。安裝有管道,飛機(jī)多處被綁?。刻幎佳b有張力計,以測量試驗中機(jī)身所受的應(yīng)力),棲息在樁子上,使起落架可以轉(zhuǎn)動并可測量液壓系統(tǒng)。幾個小型、可動的和模塊化的房子圍繞著飛機(jī)周圍,可以居住20人左右(包括一個消防隊長)來實施試驗?;┣翣畹难┡凇⒌孛嫔系娘L(fēng)機(jī)、或大量的熱燈泡或造雨裝置懸掛在天花板上或安裝在飛機(jī)上方的架子上。
必須有精良的儀器。的氣候條件、設(shè)計周詳?shù)脑囼?,每件事都向著一個目標(biāo)。Poulson評述道:“我們要使整個試驗運行與實際情況一致。我們想看猛禽能否經(jīng)受得住考驗。”
7、進(jìn)入環(huán)境
每項環(huán)境試驗就象F/A-22的實際飛行一樣。不管試驗箱里的環(huán)境條件如何,飛行員和機(jī)務(wù)長圍繞飛機(jī)走一圈,然后飛行員爬上梯子,進(jìn)入座艙并扣上。在每種氣候條件下,飛行員啟動發(fā)動機(jī)并操作飛機(jī)上的各種系統(tǒng)。Poulson補(bǔ)充說道:“部分試驗根據(jù)檢查表格進(jìn)行,我們想看座艙如何變暖和,飛機(jī)如何變暖。下雨的時候,飛行員如何被淋濕。”
飛機(jī)在一系列試驗中經(jīng)受各種各樣的氣候的考驗。單獨試驗從低溫適應(yīng)性(cold soaking)試驗開始,在“加溫”到負(fù)40度前,先要經(jīng)受負(fù)65度的考驗;再在飛機(jī)上積累8英寸厚的雪,這大約是每平方英尺20磅的重量,猛禽上面的面積約為1,000平方英尺(93平方米),這將導(dǎo)致在飛機(jī)上方施加20,000磅(9072公斤)的負(fù)載;再以大約每秒44英尺(13.4米)的速度進(jìn)行風(fēng)吹雪試驗。這僅僅是冷試驗。
雪化以后(把雪除掉,通過試驗箱地面上的排水溝把雪水排到保留池),熱試驗便開始。試驗從舒適的80度(27℃)開始,這時發(fā)電機(jī)開著,再提升到120度(49℃)。后來,一系列的試驗是使飛機(jī)經(jīng)受95度(35℃)和75%相對濕度,105度(41℃)和80%相對濕度,以觀察飛機(jī)內(nèi)部哪些地方發(fā)生水的凝結(jié)。
接著就下雨了。在一項試驗中,猛禽被淹沒在每小時1.4英寸的暴雨中將近8小時,主要觀察飛機(jī)底部的排水孔的工作情況。風(fēng)吹雨試驗?zāi)康氖谴_定在武器位或其他地方可能形成水坑。接著就是一整夜的凍雨試驗。形成的冰需要1,200加侖(5455升)的消冰液對飛機(jī)進(jìn)行解凍。結(jié)冰試驗后,在0度(-18℃)進(jìn)行地面霧試驗和旋風(fēng)結(jié)冰試驗(發(fā)電機(jī)吸入地面水)以觀察發(fā)動機(jī)進(jìn)口的何處形成冰。
實驗室的技術(shù)主管Wayne Drake解釋道:“這就是大部分飛機(jī)需要進(jìn)行的常規(guī)試驗,這些試驗是很*的。”
與飛機(jī)試驗同時進(jìn)行的是維護(hù)、裝載和輔助設(shè)備試驗。作為*技師之一的Paul Stauffer,在整個試驗項目中與F/A-22一起經(jīng)受試驗。她說道:“在寒冷中會發(fā)生很多問題,在負(fù)20度下工作的裝備在負(fù)40度下表現(xiàn)*不同。猛禽也不例外。”
經(jīng)歷了寒冷適應(yīng)性試驗之后,由于動力系統(tǒng)停止工作,座艙罩將不能關(guān)閉。在進(jìn)行下一試驗之前,維修師幫助飛行員手動關(guān)閉座艙罩。發(fā)動機(jī)在負(fù)40度下運行的試驗開始。
一旦輔助動力系統(tǒng)失效,就必須在寒冷中更換。Poulson解釋說:“這實際上是一項在外面的工作。在低溫下更換輔助動力裝置是我們要檢查的維修點之一。” 參加試驗的另一個機(jī)務(wù)長,技術(shù)軍士Greg Auzenne補(bǔ)充道:“在這樣的條件下,即使是簡單的事情也需要更多的思考和努力。由于冰雪的阻礙,移動裝備車3英尺可能需要化20分鐘。”
在一個特別艱難的試驗中,維護(hù)人員必須在F/A-22的主武器排位上安裝4發(fā)AIM-120空中攔截導(dǎo)彈和在一個側(cè)面武器排位上安裝一發(fā)AIM-9空中攔截導(dǎo)彈。他們同時必須在后翅裝上外油箱,在主油箱裝滿油,全副武裝化學(xué)和生物戰(zhàn)武器,試驗箱的溫度調(diào)節(jié)到華氏0度。
Stauffer解釋道:“我們在風(fēng)雨中更換電池,在風(fēng)雪中進(jìn)行起飛前和飛行后檢查,做飛行路線機(jī)務(wù)長的檢查維修數(shù)據(jù)庫的有效性的工作。但是,我們的工作條件并不好。”
完成試驗后,飛機(jī)恢復(fù)到飛行狀態(tài)。在9月9日進(jìn)行功能檢查飛行后,猛禽離開Eglin到Edwards*基地。它在位于德克薩斯州沃思堡的洛克希德•馬丁飛機(jī)廠做中途停留。由于公司員工制造了每架F/A-22的三分之一,故招待他們欣賞完整的戰(zhàn)斗機(jī)。該飛機(jī)于九月十七日飛回Edwards*基地。
Poulson總結(jié)道:“總的來說,我們在實驗室里發(fā)現(xiàn)了幾個異常情況,必須調(diào)節(jié)它們。還好,幾乎所有的調(diào)節(jié)都是軟件微調(diào)。發(fā)動機(jī)在寒冷中啟動慢些,并且其它系統(tǒng)依賴發(fā)動機(jī)的動力。發(fā)動機(jī)的動作順序和動力分配是軟件固定的。但這些也是我們來Eglin學(xué)習(xí)的。
麥金利氣候?qū)嶒灤_實是的國家資源。它由BAE系統(tǒng)為*運作,具有*的能力,難怪被為國家歷史機(jī)械工程的里程碑。它的要點是實用性。
Drake在實驗室近30年,他說:“我們已經(jīng)試驗了F/A-22可以想象到的每一種作戰(zhàn)條件。在我們這里用三個月得到的數(shù)據(jù),在沒有這個設(shè)施的地方要花幾年的時間才能得到,并且費用要高得多。我們現(xiàn)在知道F/A-22能夠在那些氣候條件下工作。”
麥金利氣候?qū)嶒炇艺谶M(jìn)行大的升級,從而為飛機(jī)提供更為優(yōu)良的大尺寸范圍的模擬霧凍條件。新的性能也具備模擬低速飛行中的冰凍條件的能力。本文描述了世界上zui大的環(huán)境試驗室即麥金利氣候?qū)嶒炇业闹魇?。著重對為商用和軍用全尺寸飛機(jī)進(jìn)行大范圍的霧凍云模擬試驗所用的設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行了討論。對其它為飛機(jī)模擬凍云的設(shè)施進(jìn)行了討論,略述了它們主要的優(yōu)缺點,舉例說明了當(dāng)前對另外的大的凍云模擬設(shè)施的需求。評述了麥金利氣候?qū)嶒炇襷ui近起步的為大幅改善現(xiàn)有霧凍能力并將冰凍能力延伸到飛行中冰凍領(lǐng)域的項目。這個新的冰凍能力項目計劃制造世界上zui大的人造凍云之一,它可以模擬在14CFR的第25部分附錄C(聯(lián)邦航空局飛機(jī)冰凍認(rèn)證要求)中描述的所有凍云條件。
8、設(shè)施背景
麥金利氣候?qū)嶒炇覐?947年起開始運轉(zhuǎn),是世界上zui大的環(huán)境試驗室。主室寬約250英尺,長260英尺,室中心高70英尺。試驗室zui初的尺寸適合于同時測試兩架并排放置的B-29超級堡壘轟炸機(jī)。在60年代中期,該室增加到現(xiàn)在的尺寸,以適應(yīng)美軍zui大的飛機(jī)——洛克希德C-銀河的需要。
該室本質(zhì)上是一個絕緣的飛機(jī)棚,配備有加熱和冷卻能力,可以控制在華氏-65度到+165度之間的任意溫度,通常用于對全尺寸飛機(jī)進(jìn)行環(huán)境試驗。
除了溫度控制外,該室還有能力支持噴氣發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)并在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時維持試驗環(huán)境。為實現(xiàn)這項技術(shù),試驗室配備了兩套獨立的空氣補(bǔ)充系統(tǒng)。這些系統(tǒng)被設(shè)計成在噴氣發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時實時供應(yīng)經(jīng)調(diào)節(jié)溫濕度的空氣,以補(bǔ)充室內(nèi)消耗了的空氣。
盡管該室zui初的意圖在于制造溫度環(huán)境,但多年以后,它已發(fā)展成擁有可以制造地球上大部分自然環(huán)境的必要能力?,F(xiàn)在,設(shè)施通??梢灾圃旄叩蜏亍⒏叩蜐?、太陽輻射、雨、雪、沙塵暴、幾類冰凍條件和幾種其它環(huán)境。典型的冰凍條件包括凍雨、渦流冰凍(當(dāng)噴氣發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口的低氣壓區(qū)形成強(qiáng)渦流時發(fā)生的一種現(xiàn)象,類似微型的龍卷風(fēng),從滑行道表面吸起液態(tài)水后吸入發(fā)動機(jī)內(nèi))和地面霧凍。雖然麥金利氣候?qū)嶒炇矣辛鶄€獨立的室(小一點的室一般為很特殊的環(huán)境,如降塵和鹽霧),但地面霧凍只能在主室進(jìn)行。本文的目的是描述設(shè)施制造地面霧凍條件的能力,也介紹了現(xiàn)正起步的大幅改善現(xiàn)有霧凍能力和延伸冰凍能力到飛行中冰凍的項目。
9、地面霧凍定義
地面霧條件可以在兩種條件下形成,當(dāng)云處于地水平面(一般在山區(qū))時,或者當(dāng)近地面的環(huán)境溫度達(dá)到*且空氣變得飽和時,發(fā)生顯著的濃縮形成霧。當(dāng)環(huán)境氣溫接近冰點時,如果任一條件發(fā)生,就會像在任何足夠寒冷的表面上發(fā)生結(jié)冰。幾乎每個冬季,這種情形都會在世界許多地區(qū)(包括北美)發(fā)生。
飛機(jī)尤其容易受到地面霧凍的影響,因為他們花大量時間時間在地面上并開動噴氣發(fā)動機(jī)。當(dāng)引擎吸入地面霧滴時,能夠在進(jìn)氣口部分和*壓縮機(jī)葉片及轂上形成冰。如果有大塊的冰落入運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)中,將導(dǎo)致重大的、代價高昂的損害。
一般來說,地面霧凍條件與飛機(jī)在飛行中的冰凍條件可以用相同的云參數(shù)來表征。然而,地面霧凍的溫度通常較高,且風(fēng)速遠(yuǎn)低于飛機(jī)飛行中的風(fēng)速。地面霧凍和飛行中的霧凍條件可以形成雨凇、霧凍或二者的混合物。
凍霧條件用來測試各種設(shè)備,如地面支撐設(shè)備、結(jié)構(gòu)橋、塔基、工業(yè)電力裝置。然而,其zui普遍的應(yīng)用是對飛機(jī)的測試,因為聯(lián)邦航空局要求飛機(jī)制造商對所有的新的設(shè)計都要進(jìn)行冰凍環(huán)境試驗,以次獲得證書。出于這個原因,該設(shè)施進(jìn)行的絕大多數(shù)凍云測試都是用于飛機(jī)的。
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