朱玉琴，王曉輝，向江濤

（1.中國(guó)兵器工業(yè)第五九研究所，重慶 400039；2.環(huán)境效應(yīng)與防護(hù)重慶重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400039）

近年來(lái)，隨著外部戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境的嚴(yán)酷，車載平臺(tái)裝備服役地點(diǎn)趨于多樣化，平臺(tái)裝備內(nèi)部的人機(jī)環(huán)境也日益復(fù)雜，其直接影響乘員的作戰(zhàn)效能。關(guān)于駕駛艙及乘員艙的舒適性問(wèn)題引起了研究者的廣泛關(guān)注。文獻(xiàn)[1-2]研究了艙內(nèi)電子設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)等對(duì)艙內(nèi)空氣溫度及對(duì)人員戰(zhàn)斗效能的影響。文獻(xiàn)[3-9]研究了空調(diào)、太陽(yáng)輻射等對(duì)車艙內(nèi)流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的影響，構(gòu)建了艙內(nèi)人體舒適度模型，進(jìn)行了艙內(nèi)人體舒適度的評(píng)價(jià)。目前均未系統(tǒng)地分析車體結(jié)構(gòu)、空調(diào)狀態(tài)、環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻射、風(fēng)速等對(duì)艙內(nèi)溫度的影響程度，文中通過(guò)實(shí)測(cè)跑車試驗(yàn)探究對(duì)車載平臺(tái)艙內(nèi)溫度的影響因素，特別是載員艙內(nèi)溫度影響因素，以此找到建立載員艙內(nèi)溫度預(yù)計(jì)模型的自變量，對(duì)車載平臺(tái)整體的人機(jī)環(huán)境分析有積極意義。

1 艙室溫度及其測(cè)定方法

艙室溫度是指艙內(nèi)空氣溫度，它隨著外界環(huán)境的改變而改變。一般做法是選擇熱區(qū)、寒區(qū)、常溫區(qū)等典型氣候環(huán)境進(jìn)行車輛跑車試驗(yàn)，考察外界環(huán)境對(duì)車輛內(nèi)部微環(huán)境的影響，文中選擇夏季廈門熱區(qū)進(jìn)行實(shí)車測(cè)試[10]。

利用 U23-002記錄儀進(jìn)行駕駛艙和載員艙溫濕度測(cè)試，利用 UX100-014M 熱電偶溫度記錄儀進(jìn)行動(dòng)力艙溫度測(cè)試，測(cè)試系統(tǒng)見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 U23-002外置探頭溫濕度測(cè)試系統(tǒng)

圖2 UX100-014M熱電偶溫度測(cè)試系統(tǒng)

2 艙室溫度的影響因素

2.1 車體結(jié)構(gòu)

××車由駕駛艙、動(dòng)力艙、載員艙組成，雙乘員駕駛艙位于車首前部，動(dòng)力艙位于車輛左中部，載員艙位于車輛后部。動(dòng)力艙與駕駛艙和載員艙之間設(shè)有具有隔音、隔噪、隔熱性能的隔板。在動(dòng)力艙的右側(cè)設(shè)有應(yīng)急安全通道，將駕駛艙與載員艙相通。由于整體結(jié)構(gòu)分區(qū)不同且冷熱源位置不同，故駕駛艙、動(dòng)力艙和載員艙內(nèi)溫度也具有明顯差異，如圖3所示。

由圖3可以看出，在跑車階段，駕駛艙空調(diào)啟開(kāi)，但由于內(nèi)部空間有限，駕駛艙內(nèi)溫度維持在 35～40 ℃。動(dòng)力艙由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作，因此溫度維持在80～100 ℃。載員艙空調(diào)關(guān)閉，溫度由初始的30 ℃最高升至50 ℃，載員艙溫度普遍高于駕駛艙。

圖3 各艙溫度時(shí)間歷程

2.2 空調(diào)開(kāi)啟狀態(tài)

選取兩種試驗(yàn)狀態(tài)，一是駕駛艙和載員艙空調(diào)均開(kāi)啟，二是僅開(kāi)啟駕駛艙空調(diào)，測(cè)量?jī)煞N狀態(tài)下載員艙內(nèi)溫度變化情況，如圖4所示。

圖4 載員艙內(nèi)部溫度變化

2號(hào)車駕駛艙和載員艙空調(diào)均開(kāi)啟，載員艙溫度在13點(diǎn)左右達(dá)到44 ℃左右，其余時(shí)間段維持在24～37 ℃；4號(hào)車駕駛艙空調(diào)開(kāi)啟，但由于空調(diào)功率較小，不能通過(guò)過(guò)道將載員艙溫度維持在較低水平，載員艙溫度在 14點(diǎn)左右升至 48 ℃左右，其余維持在44～48 ℃左右。在跑車試驗(yàn)結(jié)束1天后，車輛靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，載員艙溫度趨于外界空氣溫度，并隨外界空氣溫度變化。

2.3 環(huán)境溫度

試驗(yàn)時(shí)間從7月31日到8月2日，統(tǒng)計(jì)7月21日到8月2日共計(jì)13天的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，樣本區(qū)間內(nèi)當(dāng)?shù)仄骄畹蜌鉁卦?24.5～27 ℃之間，平均最高氣溫在37～40 ℃之間。圖5為試驗(yàn)期間環(huán)境溫度情況，圖6為跑車階段載員艙室溫度與環(huán)境溫度趨勢(shì)圖。

由圖8可知，在整個(gè)跑車階段，載員艙內(nèi)各個(gè)點(diǎn)溫度變化趨于一致。由于載員艙內(nèi)空調(diào)未開(kāi)啟，故隨著跑車?yán)^續(xù)，艙內(nèi)溫度繼續(xù)上升，大概范圍在43～48℃，而環(huán)境溫度大概維持在35℃左右。

2.4 太陽(yáng)輻射

車輛在戶外靜止2 h，即從中午12∶00開(kāi)始在太

圖5 試驗(yàn)期間環(huán)境溫度變化曲線

圖6 載員艙內(nèi)各點(diǎn)溫度與環(huán)境溫度變化曲線

陽(yáng)下暴曬，下午14∶40左右開(kāi)始把駕駛艙和載員艙空調(diào)開(kāi)啟最大制冷狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集器開(kāi)始工作，16∶30左右關(guān)閉空調(diào)，制冷試驗(yàn)結(jié)束[11-13]。試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 空調(diào)開(kāi)啟后載員艙室溫度變化

由圖7可以看出，在太陽(yáng)下暴曬2 h 40 min后，載員艙內(nèi)溫度最高達(dá)到50 ℃左右。隨著空調(diào)開(kāi)啟，艙內(nèi)溫度逐漸下降，最后維持在35 ℃左右，而空調(diào)出風(fēng)口溫度下降得最為迅速，到達(dá)26 ℃左右。

2.5 風(fēng)速

由于整個(gè)車體不完全密封，當(dāng)車輛處于跑車狀態(tài)，外界空氣流動(dòng)會(huì)影響艙內(nèi)溫度變化，現(xiàn)根據(jù)采集的外界空氣風(fēng)速大小分析其對(duì)艙室溫度的影響，如圖8所示。

圖8 風(fēng)速對(duì)艙室溫度影響變化（4號(hào)車）

由圖8可知，風(fēng)速在一天中的變化規(guī)律是早上風(fēng)速較小，一般為15 m/s，下午風(fēng)速較高，高達(dá)30 m/s。由于中午時(shí)段太陽(yáng)輻射最強(qiáng)，故艙內(nèi)溫度達(dá)到最高接近50 ℃，下午時(shí)段風(fēng)速雖然增大，但太陽(yáng)輻射量降低，使得艙內(nèi)溫度也隨著降低。

3 結(jié)論

1）車輛靜止在車棚時(shí)，載員艙內(nèi)的溫度變化規(guī)律和環(huán)境溫度變化規(guī)律一致；靜止在露天時(shí)，載員艙內(nèi)的溫度高低主要由環(huán)境溫度和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度決定。

2）車輛發(fā)動(dòng)時(shí)，載員艙內(nèi)的溫度變化主要是由環(huán)境溫度、太陽(yáng)輻射以及空調(diào)制冷功率決定的。

3）載員艙內(nèi)空調(diào)開(kāi)啟/關(guān)閉狀態(tài)對(duì)艙室溫度影響較大，在熱區(qū)實(shí)車測(cè)試時(shí)兩類情況載員艙溫度相差10 ℃左右。

4）太陽(yáng)輻射是載員艙內(nèi)溫度升高的一大關(guān)鍵因素，正午在太陽(yáng)下暴曬2 h艙室溫度可達(dá)到50 ℃。

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