车载平台舱室温度及其影响因素分析

朱玉琴，王晓辉，向江涛

（1.中国兵器工业第五九研究所，重庆 400039；2.环境效应与防护重庆重点实验室，重庆 400039）

近年来，随着外部战争环境的严酷，车载平台装备服役地点趋于多样化，平台装备内部的人机环境也日益复杂，其直接影响乘员的作战效能。关于驾驶舱及乘员舱的舒适性问题引起了研究者的广泛关注。文献[1-2]研究了舱内电子设备、发动机工作状态等对舱内空气温度及对人员战斗效能的影响。文献[3-9]研究了空调、太阳辐射等对车舱内流场及温度场的影响，构建了舱内人体舒适度模型，进行了舱内人体舒适度的评价。目前均未系统地分析车体结构、空调状态、环境温度、太阳辐射、风速等对舱内温度的影响程度，文中通过实测跑车试验探究对车载平台舱内温度的影响因素，特别是载员舱内温度影响因素，以此找到建立载员舱内温度预计模型的自变量，对车载平台整体的人机环境分析有积极意义。

1 舱室温度及其测定方法

舱室温度是指舱内空气温度，它随着外界环境的改变而改变。一般做法是选择热区、寒区、常温区等典型气候环境进行车辆跑车试验，考察外界环境对车辆内部微环境的影响，文中选择夏季厦门热区进行实车测试[10]。

利用 U23-002记录仪进行驾驶舱和载员舱温湿度测试，利用 UX100-014M 热电偶温度记录仪进行动力舱温度测试，测试系统见图1和图2。

图1 U23-002外置探头温湿度测试系统

图2 UX100-014M热电偶温度测试系统

2 舱室温度的影响因素

2.1 车体结构

××车由驾驶舱、动力舱、载员舱组成，双乘员驾驶舱位于车首前部，动力舱位于车辆左中部，载员舱位于车辆后部。动力舱与驾驶舱和载员舱之间设有具有隔音、隔噪、隔热性能的隔板。在动力舱的右侧设有应急安全通道，将驾驶舱与载员舱相通。由于整体结构分区不同且冷热源位置不同，故驾驶舱、动力舱和载员舱内温度也具有明显差异，如图3所示。

由图3可以看出，在跑车阶段，驾驶舱空调启开，但由于内部空间有限，驾驶舱内温度维持在 35～40 ℃。动力舱由于发动机工作，因此温度维持在80～100 ℃。载员舱空调关闭，温度由初始的30 ℃最高升至50 ℃，载员舱温度普遍高于驾驶舱。

图3 各舱温度时间历程

2.2 空调开启状态

选取两种试验状态，一是驾驶舱和载员舱空调均开启，二是仅开启驾驶舱空调，测量两种状态下载员舱内温度变化情况，如图4所示。

图4 载员舱内部温度变化

2号车驾驶舱和载员舱空调均开启，载员舱温度在13点左右达到44 ℃左右，其余时间段维持在24～37 ℃；4号车驾驶舱空调开启，但由于空调功率较小，不能通过过道将载员舱温度维持在较低水平，载员舱温度在 14点左右升至 48 ℃左右，其余维持在44～48 ℃左右。在跑车试验结束1天后，车辆静止状态时，载员舱温度趋于外界空气温度，并随外界空气温度变化。

2.3 环境温度

试验时间从7月31日到8月2日，统计7月21日到8月2日共计13天的环境温度数据，样本区间内当地平均最低气温在 24.5～27 ℃之间，平均最高气温在37～40 ℃之间。图5为试验期间环境温度情况，图6为跑车阶段载员舱室温度与环境温度趋势图。

由图8可知，在整个跑车阶段，载员舱内各个点温度变化趋于一致。由于载员舱内空调未开启，故随着跑车继续，舱内温度继续上升，大概范围在43～48℃，而环境温度大概维持在35℃左右。

2.4 太阳辐射

车辆在户外静止2 h，即从中午12∶00开始在太

图5 试验期间环境温度变化曲线

图6 载员舱内各点温度与环境温度变化曲线

阳下暴晒，下午14∶40左右开始把驾驶舱和载员舱空调开启最大制冷状态，数据采集器开始工作，16∶30左右关闭空调，制冷试验结束[11-13]。试验结果如图7所示。

图7 空调开启后载员舱室温度变化

由图7可以看出，在太阳下暴晒2 h 40 min后，载员舱内温度最高达到50 ℃左右。随着空调开启，舱内温度逐渐下降，最后维持在35 ℃左右，而空调出风口温度下降得最为迅速，到达26 ℃左右。

2.5 风速

由于整个车体不完全密封，当车辆处于跑车状态，外界空气流动会影响舱内温度变化，现根据采集的外界空气风速大小分析其对舱室温度的影响，如图8所示。

图8 风速对舱室温度影响变化（4号车）

由图8可知，风速在一天中的变化规律是早上风速较小，一般为15 m/s，下午风速较高，高达30 m/s。由于中午时段太阳辐射最强，故舱内温度达到最高接近50 ℃，下午时段风速虽然增大，但太阳辐射量降低，使得舱内温度也随着降低。

3 结论

1）车辆静止在车棚时，载员舱内的温度变化规律和环境温度变化规律一致；静止在露天时，载员舱内的温度高低主要由环境温度和太阳辐射强度决定。

2）车辆发动时，载员舱内的温度变化主要是由环境温度、太阳辐射以及空调制冷功率决定的。

3）载员舱内空调开启/关闭状态对舱室温度影响较大，在热区实车测试时两类情况载员舱温度相差10 ℃左右。

4）太阳辐射是载员舱内温度升高的一大关键因素，正午在太阳下暴晒2 h舱室温度可达到50 ℃。

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