使命在肩 国需在前——记北京航空航天大学环境模拟技术团队

王 涵

书写北京航空航天大学环境模拟技术团队面临着很多困难。尽管这是一支战功显赫的队伍，却低调到几乎无迹可寻，就连团队的学术带头人、中国工程院院士王浚都鲜少有其个人的报道。不过，简简单单的一份介绍，就足以让人们认识到这支队伍的厉害。

北京航空航天大学环境模拟技术团队由航空科学与工程学院多个专业的学者组成，致力于环境模拟与试验技术研究、环境模拟试验系统研制等研究工作。在王浚院士的带领下，团队已经承担了大中型环境模拟设施研发项目20多项，获得包括国家科学技术进步奖二等奖、国家技术发明奖三等奖在内的20余项国家及省部级科技奖励。团队所做工作达到了国际先进和国内领先水平，他们为我国国防建设和环境技术发展做出了重大贡献。

应国家需求，攻坚克难

2013年1月，王浚院士（前排左五）与学生合影。

众所周知，环境因素始终都是影响海、陆、空、天运载工具、武器装备及各种机电系统可靠、安全工作的重要因素，尤其对武器装备、环境适应性和可靠性的重要性更是不言而喻。然而，在20世纪八九十年代，我国的武器装备环境试验体系还不健全，缺乏相应试验设备，无法开展环境鉴定试验。其中，对于大型机载、空运、空投等装备，当时就无法进行温度-高度试验、温度冲击试验。为建立健全我国的武器装备环境试验体系，通过广泛调研国内外环模设备的发展方向，并结合我国军用武器装备发展的需求，我国分别在总装31基地和32基地规划建立温度-高度及温度冲击试验设备、温度高度动态试验设备，北京航空航天大学环境模拟技术团队承担了这一重任。

温度-高度及温度冲击试验设备将军标中规定的五项试验功能集于一身，实现了我国大型武器装备进行温度-高度试验及温度冲击试验“零的突破”，其温度冲击试验的高低温转换过程仅需40s，远低于军标中规定的5m i n，保证了真实的温度冲击试验效果。温度-高度动态试验设备的理念是“更加真实的模拟”，可模拟机载装备全包线飞行过程中外部的温度和压力环境，在当时不仅可覆盖多项军标要求，完成鉴定试验任务，也是对环境模拟与试验技术的一次探索与发展。在该项目中，北京航空航天大学环境模拟技术团队深入研究了环境舱温度与压力的耦合机制，提出了温度、压力解耦控制方法，首次在国内实现了大型环模设备的双参数动态模拟；提出了空气制冷结合液氮降温的方法，兼顾了稳态试验和动态试验的经济性。

上述设备能够进行小型武器装备整机、大型武器装备部件的高低温、低气压及其组合环境的稳态及动态环境试验，可用于武器装备、航空产品、航天产品、地面民用产品的高低温、低气压及其组合环境的研究鉴定试验。自建成以来，其已在很多试验中得到应用，为我国武器装备的研制提供了重要的模拟试验手段，具有重要的军事意义。

为使命而生，风雨同舟

王浚院士从20世纪70年代开始就负责研制我国的第一个大型常规兵器低温试验设备，并获得我国首届国家科学技术进步奖二等奖，后又陆续完成多项环境试验设备的研制。20世纪90年代，王浚总结多年研究成果和工作经验，与有关专家共同建立了环境模拟这一新的综合性边缘技术体系，而他主编的《环境模拟技术》也获得1998年航空工业总公司科学技术进步奖二等奖。在王浚的带领下，环境模拟技术研究团队日益壮大，多个方向的专家纷纷加入团队。如今，团队核心成员包括董素君、刘猛、庞丽萍、黄勇、李运泽、刘沛清、刘旺开、张华等教授，他们都在团队的研究工作中起着至关重要的作用。

团队自成立以来，一直在环境模拟技术前沿不断摸索、不断创新，至今已经取得了令人称赞的成绩。团队承担的“国家电网特高压基地污秽及环境试验室”项目获得2011年高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖二等奖，该设施是在2008年我国冰雪灾害发生后紧急建立起来的，主要用于研究冰雪灾害对国家电网的影响及防治措施，不仅服务于我国的电力系统，还吸引了大量国外研究机构来此开展试验。除此之外，团队取得的多项成果都取得了国家级或省部级的奖励，这些成果支撑了我国重要国防武器的研制，对我国国防安全具有重要意义。

荣誉属于团队中的每一个人，在团队的战功簿上，刘猛是不容忽略的一个人。与其他成员一样，每每在团队取得成就的高光时刻，刘猛都会感到与有荣焉。这种荣誉感不仅来源于团队所受到的奖励，更因为这些成就中也有自己的汗水。他主要从事环境模拟技术、环境控制技术、飞行器热管理等方面的研究，在环境模拟技术方面参与或主持了9项国防重点研究项目，所取得的研究成果在国防武器装备研制方面起到了重要的作用，其中的“航空活塞发动机高空环境模拟试验系统”项目至今让他记忆犹新。

多级增压活塞发动机是高空低速长航时飞行器的首选动力。由于国外对中国严格禁运，只能自行研制动力系统，需要进行大量试验。但经过广泛调研，国内发动机高空台均无法满足该活塞发动机的试验要求，这就要求研制“航空活塞发动机高空环境模拟试验系统”。

在项目研究中，他提出了发动机内外流分开模拟的总体技术方案和以间接水蒸发为主的多级冷却方案，并申请了2项发明专利，实现了航空活塞发动机的低成本试验，解决了航空活塞发动机空中停车再启动试验的难题。该成果填补了国内航空活塞发动机试验台的空白，支撑了高空长航时无人机的研制，已服务我国多个无人机型号及航空发动机研究项目，将活塞发动机试验高度提高到了12km，突破了国际封锁。

顺应时代发展，走在前沿

随着我国航天技术的发展，对大型环形可展开天线的需求越来越迫切，其对增强通信能力、提高通信质量、接收设备小型化具有重要意义。因其尺寸特别大、铰链数量多、传力关系复杂、轨道温度变化大，影响天线在空间展开的因素很多，如不能在地面进行充分的技术验证，很可能会导致卫星项目失败。由于环形天线尺寸大，国内的航天环境模拟试验设备无法完成其试验，北京航空航天大学环境模拟技术团队承担了该天线试验设备的研制任务。

这项任务有多个技术难点，如试验舱尺寸很大，且需承受的温差高达230℃，热胀冷缩带来的影响非常严重；要求舱内在微风速甚至零风速的条件下达到很高的温度均匀度；舱内空气在试验中不能起雾、凝露、结冰，要求含湿量极低，在近8000m3的试验舱中水蒸气含量只有几克，不到日常环境空气中水蒸气含量的万分之一。北京航空航天大学环境模拟技术团队迎难而上，采用多微孔再循环送风技术、大面积垂直冷板技术、多级湿源控制技术、舱壁分层结构与分层膨胀技术、地面保温承力复合结构等手段攻克了项目的关键技术难点，圆满完成了研制任务。

该成果已经广泛应用于我国卫星天线的地面试验，如通信技术试验卫星1号、天通1号卫星等，为我国的航天事业做出了重要贡献。

这是一个日新月异的时代。随着科学技术的进步，人类的活动空间越来越大，对宇宙的探索也越来越深，这将对环境模拟技术提出更高的要求。同时，这也意味着北京航空航天大学环境模拟技术团队肩负的责任也越来越大。使命越大，动力也就越大。用科研切实保障国家和人民的利益，推动中国梦的实现，是北京航空航天大学环境模拟技术团队每一个人的至高理想。