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為你所想 | 如何實(shí)現(xiàn)座艙的理想舒適性

2022-03-23 14:50:39·  來(lái)源：HBM測(cè)試與測(cè)量  
　
你知道嗎？飛機(jī)、高鐵、汽車(chē)內(nèi)，為了提高乘客的舒適度，都需要進(jìn)行哪些測(cè)試？為了保證乘客舒適性，需要測(cè)量座艙的溫度、氣流和噪音，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)不能干擾
你知道嗎？飛機(jī)、高鐵、汽車(chē)內(nèi)，為了提高乘客的舒適度，都需要進(jìn)行哪些測(cè)試？
為了保證乘客舒適性，需要測(cè)量座艙的溫度、氣流和噪音，對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)不能干擾到正常運(yùn)行。舒適度受外部環(huán)境條件和HVAC（熱通風(fēng)空調(diào)）系統(tǒng)性能的影響，因此需要實(shí)現(xiàn)并保持適當(dāng)?shù)钠胶狻?/span>

那么，這是如何實(shí)現(xiàn)的？
——溫度平衡通常是通過(guò)冷卻或加熱座艙來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這里的挑戰(zhàn)是防止外部溫度通過(guò)車(chē)輛結(jié)構(gòu)在內(nèi)部進(jìn)行傳播。車(chē)輛飾件和隔熱層在其中可起到屏蔽作用，根據(jù)通風(fēng)系統(tǒng)的位置，車(chē)輛座艙的氣流冷卻或加熱速度不一。但是一旦達(dá)到合適的溫度，就需要在整個(gè)座艙內(nèi)保持均勻、舒適的溫度和氣流。
——乘客舒適性還取決于可接受的噪聲水平，噪聲和振動(dòng)測(cè)量在座艙舒適性驗(yàn)證中也起著非常重要的作用。
如何實(shí)現(xiàn)座艙理想的舒適性
模擬和物理測(cè)試
乘客需要均衡的整體座艙氣候和可接受的噪音水平。暖通空調(diào)系統(tǒng)管理氣流，控制加熱、冷卻過(guò)程和濕度，最好是沒(méi)有噪音產(chǎn)生。雖然舒適性有統(tǒng)一的客觀標(biāo)準(zhǔn)，但同時(shí)又非常主觀，制造商可以對(duì)HVAC進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，來(lái)優(yōu)化乘客舒適性。

為了改善座艙氣候并開(kāi)發(fā)理想的HVAC系統(tǒng)，在研發(fā)和測(cè)試期間通常需要采取不同的步驟。設(shè)計(jì)完成后，模擬和物理測(cè)試有助于分析HVAC系統(tǒng)對(duì)座艙環(huán)境的影響。
在開(kāi)發(fā)和測(cè)試座艙舒適性時(shí)，以下三種方法是必不可少的：
  • 熱流和氣流模擬——這有助于工程師在設(shè)計(jì)原型前理解并建立設(shè)計(jì)理念
  • 熱流和氣流物理測(cè)試——在極端環(huán)境（冷、熱）和不同乘客人數(shù)下進(jìn)行原型驗(yàn)證
  • 聲學(xué)分析——有助于確定總體噪聲級(jí)別和目標(biāo)
了解和改善座艙氣候

乘客的舒適和健康是飛機(jī)、鐵路、汽車(chē)座艙設(shè)計(jì)或優(yōu)化的基礎(chǔ)，確保最佳、最適宜的氣候（氣流、溫度、濕度、壓力）、可接受的內(nèi)部噪音以及新鮮清潔的空氣，在確保整體健康的同時(shí)，滿足相關(guān)的二氧化碳排放法規(guī)。


© 圖片由瑞士RUAG提供
為了確保舒適的座艙氣候，空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)需要考慮以下參數(shù)：
  • 室外溫度和濕度
  • 陽(yáng)光直射對(duì)座艙的影響
  • 座艙內(nèi)的熱源
  • 來(lái)自外部和通過(guò)空調(diào)出風(fēng)口的氣流
  • 艙內(nèi)溫度和濕度及其分布（尤其是頭部和腳部）
所有這些氣候和聲學(xué)參數(shù)之間的完美平衡是實(shí)現(xiàn)舒適旅程的關(guān)鍵——多屬性設(shè)計(jì)優(yōu)化，以最少的材料達(dá)到最完美的效果。
通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)（CFD）計(jì)算進(jìn)行模擬
氣流的數(shù)值模擬，包括固體的熱傳遞以及結(jié)構(gòu)和乘客周?chē)膶?duì)流，可使用CFD進(jìn)行模擬耦合，在熱方面，可通過(guò)FEA（有限元分析）進(jìn)行計(jì)算。因此，可以模擬和分析出HVAC系統(tǒng)對(duì)座艙環(huán)境的影響，例如冷卻時(shí)間、空氣和結(jié)構(gòu)中的溫度分布以及氣流速度等。
這些結(jié)果可用于HVAC系統(tǒng)性能和乘客舒適性分析，最終改善座艙氣候，實(shí)現(xiàn)座艙的最佳舒適度。
RUAG AG: 氣流分析專(zhuān)家
瑞士RUAG - HBK的客戶和合作伙伴 ，其擁有并運(yùn)營(yíng)多個(gè)風(fēng)洞，采用 HBK 產(chǎn)品采集、處理和評(píng)估高質(zhì)量測(cè)量數(shù)據(jù)。作為對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的補(bǔ)充。在風(fēng)洞試驗(yàn)不夠充分的情況下，采用物理過(guò)程CFD（流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算）模擬和并進(jìn)行詳細(xì)分析分析。數(shù)值模擬涵蓋了廣泛的應(yīng)用，包括動(dòng)態(tài)FSI（流體-結(jié)構(gòu)相互作用），是初步構(gòu)型研究的理想選擇。

© 圖片由瑞士RUAG提供

熱流和氣流的物理測(cè)試
物理測(cè)試通常從需要進(jìn)行物理驗(yàn)證測(cè)試的座艙原型開(kāi)始。這涉及到在氣候室中進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)，模擬室外真實(shí)環(huán)境。例如飛機(jī)測(cè)試：飛機(jī)飛行高度高達(dá)幾千英尺，室外溫度從-60°C到+50°C，而濕度、人造陽(yáng)光和HVAC系統(tǒng)的運(yùn)行模式各不相同。
在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，數(shù)百個(gè)傳感器安裝在整個(gè)座艙中，通過(guò)紅外（IR）攝像機(jī)測(cè)量溫度、濕度、壓力和氣流。物理測(cè)試可能需要幾個(gè)小時(shí)甚至幾天時(shí)間，因?yàn)闇y(cè)試環(huán)境（氣候室）通常非常大，溫度控制和補(bǔ)償需要一些時(shí)間。
測(cè)試過(guò)程需要可靠、穩(wěn)定的測(cè)量設(shè)備，以方便、靈活地從不同類(lèi)型的傳感器采集數(shù)據(jù)。為了獲得高精度的測(cè)試數(shù)據(jù)，需要使用能夠承受氣候室惡劣條件的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（例如HBK的SomatXR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）進(jìn)行無(wú)人值守測(cè)試和記錄。大通道數(shù)據(jù)測(cè)試的后處理工具可對(duì)大量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、可視化和分析。

在catman Enterprise中進(jìn)行溫度測(cè)量和評(píng)估
聲學(xué)分析
座艙舒適性還受到噪音和振動(dòng)的影響。例如，新設(shè)計(jì)飛機(jī)的總體噪聲級(jí)別和指標(biāo)不僅基于計(jì)算模擬，還基于物理測(cè)試以及對(duì)現(xiàn)有座艙的測(cè)量和分析。然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為推進(jìn)水平、總體噪聲和機(jī)身中的隔聲材料。
對(duì)于飛機(jī)內(nèi)部噪聲，每個(gè)飛機(jī)制造商都有自己的指導(dǎo)規(guī)范，而不是遵循固定的法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)。還需要考慮不同推進(jìn)裝置（噴氣式渦輪機(jī)、渦輪螺旋槳、電力）類(lèi)型，因?yàn)樗鼈兌季哂胁煌脑肼曁卣鳌?br />
在聲學(xué)建模和物理測(cè)試中，工程師需要了解從外部源到內(nèi)部的噪聲路徑和分布。湍流氣流在內(nèi)部產(chǎn)生寬帶噪聲，這是最主要的因素。然后在噪聲、熱氣候、重量和成本等方面采取最佳折衷方案來(lái)調(diào)整隔離度。頻譜最好在地面測(cè)試期間進(jìn)行分析，這也是飛行測(cè)試的一部分。

選擇HBK完整的測(cè)量鏈
HBK不僅可為座艙熱和氣流測(cè)試，而且可為聲學(xué)分析提供了理想的測(cè)試系統(tǒng) - 高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和優(yōu)秀數(shù)據(jù)評(píng)估軟件可幫助您實(shí)現(xiàn)理想的座艙舒適度。

您將獲得：精確的測(cè)量，可擴(kuò)展到任意數(shù)量通道——分布式或集中式，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和分析能力。
測(cè)量和分析
  • 強(qiáng)大靈活的數(shù)據(jù)集成：QuantumX和SomatXR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可并行采集并控制測(cè)量數(shù)千個(gè)測(cè)量通道。
  • catman Enterprise軟件可采集并可視化所有物理測(cè)量數(shù)據(jù)。
測(cè)試數(shù)據(jù)可用于優(yōu)化座艙內(nèi)的HVAC系統(tǒng)，并調(diào)整仿真模型。

聲學(xué)攝像機(jī)
  • HBK聲學(xué)攝像機(jī)是由一套麥克風(fēng)陣列和LAN-XI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。
可實(shí)現(xiàn)可靠的噪聲源識(shí)別、測(cè)量和數(shù)據(jù)采集。
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