制图 成桂红
高高在天的航空发动机,和凝冻天气下的路面快速除冰雪,有关系吗?当然有!我省科研团队承担的国家科技支撑计划项目——“多功能燃气射流冰雪消除车研制”课题,最近通过了中国地震局科学技术司组织的验收。贵州科学家用整整3年时间,自主创新、科技攻关,用退役的航空发动机作为动力源,突破多项关键技术,研发出这种不仅可以快速消除路面冰雪、还能施放消毒烟雾防治疫情的多功能车。
想知道它有多厉害?请看本期解密报道。
本报记者 肖慧
为什么研发多功能燃气射流冰雪消除车？
缘起
高效应对灾情疫情
2008年贵州特大凝冻灾害,让好多贵州人至今想起来都心惊胆战,冰雪将人们围困在城市,生产生活难以保障。2002年“非典”横行中国,更是令大家不想再经历那样的灾难事件。
在冰雪灾害和疫情灾害的威胁下,国家要有高效的应急救援能力才能从危困之中解救普通老百姓,安定人心稳定社会。应急救援过程中,防灾减灾专用装备必不可少。
全国八家单位的项目整合打包成国家科技支持计划“灾害应急救援系列装备研制”项目,贵州黎阳天翔科技有限公司承担其中课题8“多功能燃气射流冰雪消除车研制”课题,课题执行期为2013年1月1日至2015年12月31日。
将退役航空发动机“资源再利用”
贵州黎阳天翔科技有限公司总工程师冯华仲说,他们是一家军民融合型的高新技术企业,有航空发动机技术背景,看着众多退役航空发动机处于“闲置”现状,一直在思考探索“资源再利用”。
贵州黎阳天翔科技有限公司针对某型退役航空发动机开展地面应用可行性研究,结合国家对防灾减灾装备的巨大需求,提出了“多功能燃气射流冰雪消除车研制”课题。
可是,要让退役的航空发动机落地“重生”,实现“航机陆用”,还能具备装备的多项功能,科研团队花了3年时间完成技术攻关。
创新突破一——燃气射流吹雪除冰技术
专家解密
遇到凝冻天气,路面结冰的话,非常不容易除冰。传统除冰用的是融雪剂,对路面有损坏,如果路面还有积水,如果下冻雨又会结冰。融雪剂融冰时间较慢,效率低下,环保性差。
关键技术
用航空发动机发出的热气流,击碎路面上的冰层,再把这些碎冰铲向路的两边,实现快速除冰打开通道。
燃气射流快速除冰:这是一个技术突破。“燃气射流”指航空发动机燃烧产生的热气流射流。根据吹雪除冰机理研究和试验验证,提出“预热击打、冰面和路面分离、气流碎冰铲除”三个过程的除冰机理,根据这一机理设计了除冰新装置。
新装置
“气锤”装置设置在车辆前部,是像榔头一样捶击地面(热气流冲击击打地面),除冰一开始,“气锤”先预热地面,同时击打地面,让冰层与地面产生温差形成应力,为冰层与地面分离创造条件。
“气锤”装置设置在车辆尾部,强大的燃气射流冲击路面冰雪,让冰层与地面分离并被击碎,同时“气铲”气流把碎冰吹到路的两边,就像铁铲向路两边铲雪一样,能形成4米宽的路面通道。除冰过程中喷出的热气流,还可以烘干路面,防止积水再次结冰。
除冰高效
多功能车最佳消除厚度为3至10毫米的冰层,在冰层厚10毫米时,除冰速度不低于每小时5公里。100毫米以下积雪,吹雪速度不低于每小时20公里。
多功能车吹雪除冰打开通道宽4米以上,基本吹干路面,不损坏路面。
创新突破二——燃气射流烟雾消毒技术
研究适合某型航空发动机使用的高温型消毒剂,研制专用烟雾施放装置,能在环境中形成大面积、长时间的消毒烟雾,实现疫区快速高效的空间消毒。
专家解密
疫情发生时,传统方式是人工或车辆喷洒消毒剂,作业效率低,面对大面积疫情消毒工作量难以想象。用航空发动机的燃气射流,通过烟雾施放装置施放烟雾,可以形成高度达50米、宽度100米、长度达500米以上的大面积消毒烟雾带,烟雾带可随车移动,实现对疫区进行立体消毒。这种大面积的快速消毒方式在国内是一种创新。
关键技术
烟雾的发烟装置:这是科研团队的自主设计,国外没有这样大范围消毒的装备。研发出矢量喷管技术,可以让喷射烟雾时有一定角度的变化,比如向道路一侧的左右两边发射,烟雾面积会变宽。
快速灭菌
经过野外实地测试,消毒烟雾持续3分钟左右,能杀灭90%左右的病菌。多功能车的消毒烟雾每发射一次,一般可维持一二十分钟。
创新突破三——整车系统集成技术
航空发动机“航机陆用”技术改造,满足多功能车吹雪除冰和烟雾消毒功能的需求。
专家解密
要把上天用的航空发动机变成地面来用,必须进行整车改装。
关键技术
让热气流改变方向:这是一个关键。
航天发动机以前上天只需要让热气流从尾部喷出就行了,现在要通过管道引到地面,热气流的方向要变,这对发动机会产生影响。科研团队解决了这个问题。
智能化自动控制技术:对发动机的启动,实现了“一键式”智能控制。要上天的航空发动机,要启动的话,先要点火,再从小油门推到大油门,还要看多种参数是不是符合要求等等,满足了所有条件后,才可以启动发动机。现在只需要按下启动这个按钮,发动机就按照程序自动启动了。就像用洗衣机洗衣服,一键式操作。
施放消毒烟雾
“多功能燃气射流冰雪消除车”样车外观
气锤气铲除冰
智能充电立体车库
