振动实验设备

振动实验设备是航空振动环境的地面模拟设备，供研究振动对人体生理功能及工作效率的影响，以及试验减振措施和个人防护装备等之用。
振动设备的性能参数包括频率、振幅、加速度和最大载重等。此类设备所能模拟产生的机械振动有：
❶谐振动(亦称“简谐振动”)。实际飞行环境中虽极少出现，但有关频率响应等基础生理研究多可借此进行。
❷复杂的周期性振动，系模拟螺旋桨发动机和一些作转动及来回往复运动的机器及工具（如空压机）等所产生的振动。
❸随机振动，系模拟飞机在空中遇大气湍流和作低空高速飞行时因气流影响引起的振动等。
按结构和工作原理，可将振动设备分为四类：
❶机械直接推动式，可产生不失真的正弦型机械振动。
❷机械反冲式，频带较窄。
❸电磁式，振动波形良好，控制操作简便，但少用于10Hz以下。
❹液压式，可模拟从0Hz开始的各种波形，传动灵活，无电磁干扰，适于多自由度振动模拟，但液压系统噪声大。七十年代以来，不少振动设备由于采用自动化微型控制系统，已使自动化程度和性能大为提高。不同类型振动设备的结构和性能差别很大，仅举下列几种设备为例：
单自由度振动台 系仅能使一个平面（实验平台）作单自由度直线振动的设备。有的单自由度振动台还装有变换方向装置，通过操作其传动机构，可使平台作纵向或横向单自由度机械振动。若实验时受试者在实验台上再采取一定体位，则可受到作用方向不同的单自由度直线振动影响。其性能参数大致为：振动频率0～100Hz，振幅0～250mm，加速度值0～15G，最大载重250kg。振动台通常由装在地坑里的弹性隔振装置进行隔振。
垂直加速器 系模拟飞机空中大幅度颠簸的实验设备。其原理为采用摩擦传动方式，使一个上面安装有座椅的平台沿贯穿该平台中央的一支高大圆柱，按一定频率和幅度作垂直方向往复运动。平台下部紧靠圆柱周围安装有12只胶轮，其轴向可以控制。圆柱直径0.61m，高9m。工作时，圆柱以每分钟300周的恒速旋转，摩擦带动各胶轮转动，平台即依胶轮的轴向及其转动指向而上下移动。信号发生器按照实验要求输入信号伺服控制各胶轮的轴向与圆柱固定轴线的夹角以及该夹角的变化率，即决定平台运动的方向、频率、幅度和加速度值。美国空军航空航天医学研究所垂直加速器的主要性能参数为：频率0.5～10Hz，最大振幅±3.1m，最大加速度值3.0G，最大载重156kg。在平台上还可再安装一个小振动台。安全措施包括输入信号限制器、振幅限位开关、弹簧掣子和吸振装置等。
六自由度振动台 此设备使用液压系统致动。由6个液压作动器，经6支拉杆和12只万向接头，分别沿水平和垂直方向与一个面积为1.5×1.5m²的实验平台相连接。工作时，由大型计算机对有关方程和给出信号进行运算转换，控制逻辑线路从相位和幅度方面统一协调各个液压作动器的动作，使平台作上下、前后、左右、滚转、俯仰及偏航共6个自由度的任意组合的振动，因而可模拟飞行器在各种方位和姿态的振动。美国空军航空航天医学研究所此项设备(代号SIXMODE)的主要性能参数为：频率0～30Hz，能按不同组合给出沿X、Y、Z轴的三种直线振动；以及在Z轴最大振幅为127mm条件下，滚转和俯仰均可达15°、偏航为10°的三种角振动；在最大试验载重(900kg)条件下，加速度值可达20G。设备上装有周密的安全连锁装置，在超过规定G值时可自动削减输入信号，开车、停车时输入信号能自动平稳地逐渐出现与消失，突然断电时自动解除油压等。

六自由度振动台

在振动实验设备上，受试者身体与座（躺）椅的接触情况和身体固定方式对力的传递具有较大影响，可造成振动的衰减或放大，实验时应予重视。所用安装在人身上的传感器和导线应尽量小巧轻便，并妥善安装。身体位移可用高速摄影机记录测量，身体共振涉及解剖结构的检测，可采用频闪观测法或其他相应方法。