為你所想 | 如何實現座艙的理想舒適性

HBK測試與測量

2021年10月13日 16:26

你知道嗎？飛機、高鐵、汽車內，為了提高乘客的舒適度，都需要進行哪些測試？

為了保證乘客舒適性，需要測量座艙的溫度、氣流和噪音，對其進行調節，同時不能干擾到正常運行。舒適度受外部環境條件和HVAC（熱通風空調）系統性能的影響，因此需要實現并保持適當的平衡。

那么，這是如何實現的？

— —溫度平衡通常是通過冷卻或加熱座艙來實現的。這里的挑戰是防止外部溫度通過車輛結構在內部進行傳播。車輛飾件和隔熱層在其中可起到屏蔽作用，根據通風系統的位置，車輛座艙的氣流冷卻或加熱速度不一。但是一旦達到合適的溫度，就需要在整個座艙內保持均勻、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證中也起著非常重要的作用。

如何實現座艙理想的舒適性

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。暖通空調系統管理氣流，控制加熱、冷卻過程和濕度，最好是沒有噪音產生。雖然舒適性有統一的客觀標準，但同時又非常主觀，制造商可以對HVAC進行個性化設置，來優化乘客舒適性。

為了改善座艙氣候并開發理想的HVAC系統，在研發和測試期間通常需要采取不同的步驟。設計完成后，模擬和物理測試有助于分析HVAC系統對座艙環境的影響。

在開發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計原型前理解并建立設計理念
熱流和氣流物理測試——在極端環境（冷、熱）和不同乘客人數下進行原型驗證
聲學分析——有助于確定總體噪聲級別和目標

了解和改善座艙氣候

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

為你所想 | 如何實現座艙的理想舒適性的圖2

? 圖片由瑞士RUAG提供

為了確保舒適的座艙氣候，空調（HVAC）系統需要考慮以下參數：

室外溫度和濕度
陽光直射對座艙的影響
座艙內的熱源
來自外部和通過空調出風口的氣流
艙內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參數之間的完美平衡是實現舒適旅程的關鍵—— 多屬性設計優化 ，以最少的材料達到最完美的效果。

通過流體動力學（CFD）計算進行模擬

氣流的數值模擬，包括固體的熱傳遞以及結構和乘客周圍的對流，可使用CFD進行 模擬耦合 ，在熱方面，可通過FEA（有限元分析）進行計算。因此，可以模擬和分析出HVAC系統對座艙環境的影響，例如冷卻時間、空氣和結構中的溫度分布以及氣流速度等。

這些結果可用于HVAC系統性能和乘客舒適性分析，最終改善座艙氣候，實現座艙的最佳舒適度。

RUAG AG: 氣流分析專家

瑞士RUAG - HBK的客戶和合作伙伴，其擁有并運營多個風洞，采用 HBK 產品采集、處理和評估高質量測量數據。作為對實驗數據驗證的補充。在風洞試驗不夠充分的情況下，采用物理過程CFD（流體動力學計算）模擬和并進行詳細分析分析。數值模擬涵蓋了廣泛的應用，包括動態FSI（流體-結構相互作用），是初步構型研究的理想選擇。

為你所想 | 如何實現座艙的理想舒適性的圖3

? 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行物理驗證測試的座艙原型開始。這涉及到在氣候室中進行一些實驗，模擬室外真實環境。例如飛機測試：飛機飛行高度高達幾千英尺，室外溫度從-60°C到+50°C，而濕度、人造陽光和HVAC系統的運行模式各不相同。

在進行測試時， 數百個傳感器 安裝在整個座艙中，通過紅外（IR）攝像機測量溫度、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，因為測試環境（氣候室）通常非常大，溫度控制和補償需要一些時間。

測試過程需要可靠、穩定的測量設備，以方便、靈活地從不同類型的傳感器采集數據。為了獲得高精度的測試數據，需要使用能夠承受氣候室 惡劣條件的數據采集系統 （例如HBK的SomatXR數據采集系統）進行無人值守測試和記錄。 大通道數據測試的后處理工具 可對大量測量數據進行提取、可視化和分析。

為你所想 | 如何實現座艙的理想舒適性的圖4