◎本报记者 都 芃
五月刚到，陕西西安就有了初夏的温热。但在西安市阎良区的一处大型厂房式建筑里，气温还停留在初春时节，四季轮转在这里可以做到“一键切换”。
这所建筑是中国飞机强度研究所（以下简称“强度所”）历时15年研发建设的大型气候环境实验室。“这就是目前世界体量最大、模拟气候种类最多、技术性能指标最优的大型气候环境实验室。”强度所某科研人员说。不久前，科技日报记者跟随中国航空工业集团国企开放日活动走进强度所大型气候环境实验室，感受中国航空强度事业非凡发展历程。
一型飞机要保证安全可靠，首飞前必须经过特定的强度试验验证。
“我们的工作就是给几乎所有的中国飞机发放‘强度合格证’。”强度所所长王彬文告诉记者，强度所的职责之一，就是通过三大类四层级的“积木式”强度验证体系，对各型飞机强度进行充分试验验证。
说起所里的工作，王彬文滔滔不绝。但要说最令他感到骄傲的，还是强度所近年来在飞机气候环境适应性评估领域取得的突破性成就。
气候环境是影响飞机安全运行的重要因素，气候环境适应性是飞机最根本的特性之一。“飞机和人一样，面对不同气候环境变化，都有可能产生‘头疼脑热’。”王彬文说，如何让飞机在面临各种极端环境时依然能正常运行，不被“头疼脑热”影响，一直是飞机研制中的重要工作。
过去很长一段时间，我国要对飞行器的气候环境适应性进行评估验证，只能依赖自然环境。但自然环境的不可控，导致研究工作盲区多、效能低、潜在风险大。“比如今天天气预报显示有10级大风，到了验证场所发现只有8级，大家就只能干等着。”王彬文说，要增强我国飞行器等重大装备的研制效率和水平，就必须改变气候环境适应性评估“看天吃饭”的现状，自主建设大型气候环境实验室。带着这个目标，强度所闯进了“无人区”。
“我们的最初目标就是要建世界最大、国际领先的实验室，但我们面临的第一个问题就是，如何在这么大的空间里模拟出足够真实的气候环境。”王彬文带领团队从气候环境形成机理的源头出发，从零开始一步步向前摸索。
“太阳为自然环境提供能量，洋流及大气环流将这些能量运输扩散，水的各种形态变化形成了雨、雪、雾等天气。在这个超大的密闭空间里，我们通过解析各种环境的能量需求，提出气流载运方法，研究水、气等介质的演变规律，建立了一套‘巧夺天工’的气候环境设计理论。”王彬文介绍。
大型气候环境实验室既是“冰箱”也是“烤箱”，其最低气温可达-50℃以下，最高则到70℃以上。极大的温差让实验室面临严重的热胀冷缩等难题，需要采取多种施工措施应对。例如，实验室采用的多层地面结构可以让地面经历极端的日风雨雪雾和高低温交变后仍能保持完好，不发生冻融。
大到数千平方米地面，小到一条大门缝隙，实验室的每一个角落都凝结着团队的心血。
除了要模拟出自然环境，还要在巨大空间内实现气候环境的精准调控，并确保均匀一致。“这绝非易事，不是一个设备、一个因素的问题，而是要考虑多种因素的耦合。”王彬文介绍，在缺乏参考经验的情况下，团队成员不断摸索、反复试错，最终，实验室成功实现了对12种气候环境的精准调控。
2024年11月，西安刚入冬不久，气候环境实验室里已经飘起了雪花。借助实验室模拟的降雪环境，国产大飞机C919在这里成功完成辅助动力系统扬雪适航符合性试验。这也是国内首次在实验室条件下开展的扬雪适航符合性试验。欧洲航空安全局工作人员在现场对试验进行了审查与目击，并高度认可此次试验结果。“高度认可来源于我们试验的高水准。我们这里既可以下小雪也可以下暴雪，还可以将降雪量误差控制在每立方米正负0.2克以内。”王彬文说。
如今，强度所大型气候环境实验室不仅能够为我国航空装备研制“呼风唤雨”，也在航天、兵器等多型装备产品气候环境试验中得到广泛应用，为众多“大国重器”保驾护航。
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