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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·  來源：HBM測試與測量  
　
你知道嗎？飛機(jī)、高鐵、汽車內(nèi)，為了提高乘客的舒適度，都需要進(jìn)行哪些測試？為了保證乘客舒適性，需要測量座艙的溫度、氣流和噪音，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時不能干擾
你知道嗎？飛機(jī)、高鐵、汽車內(nèi)，為了提高乘客的舒適度，都需要進(jìn)行哪些測試？
為了保證乘客舒適性，需要測量座艙的溫度、氣流和噪音，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時不能干擾到正常運(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冷卻或加熱座艙來實(shí)現(xiàn)的。這里的挑戰(zhàn)是防止外部溫度通過車輛結(jié)構(gòu)在內(nèi)部進(jìn)行傳播。車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，噪聲和振動測量在座艙舒適性驗(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、冷卻過程和濕度，最好是沒有噪音產(chǎn)生。雖然舒適性有統(tǒng)一的客觀標(biāo)準(zhǔn)，但同時又非常主觀，制造商可以對HVAC進(jìn)行個性化設(shè)置，來優(yōu)化乘客舒適性。

為了改善座艙氣候并開發(fā)理想的HVAC系統(tǒng)，在研發(fā)和測試期間通常需要采取不同的步驟。設(shè)計完成后，模擬和物理測試有助于分析HVAC系統(tǒng)對座艙環(huán)境的影響。
在開發(fā)和測試座艙舒適性時，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)計原型前理解并建立設(shè)計理念
  • 熱流和氣流物理測試——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、汽車座艙設(shè)計或優(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，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
  • 陽光直射對座艙的影響
  • 座艙內(nèi)的熱源
  • 來自外部和通過空調(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)計優(yōu)化，以最少的材料達(dá)到最完美的效果。
通過流體動力學(xué)（CFD）計算進(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)和乘客周圍的對流，可使用CFD進(jìn)行模擬耦合，在熱方面，可通過FEA（有限元分析）進(jìn)行計算。因此，可以模擬和分析出HVAC系統(tǒng)對座艙環(huán)境的影響，例如冷卻時間、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: 氣流分析專家
瑞士RUAG - HBK的客戶和合作伙伴 ，其擁有并運(yùn)營多個風(fēng)洞，采用 HBK 產(chǎn)品采集、處理和評估高質(zhì)量測量數(shù)據(jù)。作為對實(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，采用物理過程CFD（流體動力學(xué)計算）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試
物理測試通常從需要進(jìn)行物理驗(yàn)證測試的座艙原型開始。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、人造陽光和HVAC系統(tǒng)的運(yùn)行模式各不相同。
在進(jìn)行測試時，數(shù)百個傳感器安裝在整個座艙中，通過紅外（IR）攝像機(jī)測量溫度、濕度、壓力和氣流。物理測試可能需要幾個小時甚至幾天時間，因?yàn)闇y試環(huán)境（氣候室）通常非常大，溫度控制和補(bǔ)償需要一些時間。
測試過程需要可靠、穩(wěn)定的測量設(shè)備，以方便、靈活地從不同類型的傳感器采集數(shù)據(jù)。為了獲得高精度的測試數(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)行無人值守測試和記錄。大通道數(shù)據(jù)測試的后處理工具可對大量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、可視化和分析。

在catman Enterprise中進(jìn)行溫度測量和評估
聲學(xué)分析
座艙舒適性還受到噪音和振動的影響。例如，新設(shè)計飛機(jī)的總體噪聲級別和指標(biāo)不僅基于計算模擬，還基于物理測試以及對現(xiàn)有座艙的測量和分析。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。
對于飛機(jī)內(nèi)部噪聲，每個飛機(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調(diào)整隔離度。頻譜最好在地面測試期間進(jìn)行分析，這也是飛行測試的一部分。

選擇HBK完整的測量鏈
HBK不僅可為座艙熱和氣流測試，而且可為聲學(xué)分析提供了理想的測試系統(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量數(shù)千個測量通道。
  • catman Enterprise軟件可采集并可視化所有物理測量數(shù)據(jù)。
測試數(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)可靠的噪聲源識別、測量和數(shù)據(jù)采集。
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