天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)實驗室

要想重新建設(shè)一個天空，我們首先要對天空展開研究。有人會說，天空有什么好研究的，不都一樣嗎？當(dāng)然不一樣。我們頭頂?shù)奶炜?，講究可多了呢！

根據(jù)國際照明委員會公布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，天空根據(jù)其亮度分布的不同，足足有15種類型，這些類型包括了晴天、微云、多云、陰天等等類型。

天空光的亮度分布，本質(zhì)上是與兩種因素有關(guān)：一是天空本身的性質(zhì)，即晴天和陰天本身基礎(chǔ)亮度就是不一樣的；二是太陽的位置，即靠近太陽的區(qū)域亮、遠(yuǎn)離太陽的區(qū)域更暗。

除了亮度分布外，色溫分布也是天空光分布的模擬的重點。一天之中不同時間的天空色溫是不同的，最直觀的感受就是，在中午人會覺得天空發(fā)白，在傍晚覺得天空泛紅。

在仿真的時候，設(shè)計人員分別對不同時間的太陽色溫和天空基礎(chǔ)色溫進(jìn)行了仿真，綜合起來就是天空光色溫分布的仿真結(jié)果。

國際照明委員會給出的天空光亮度分布模擬算法是相對分布，而要對真實的光環(huán)境進(jìn)行模擬，還需要測算天空光亮度分布的絕對值，需要對15種天空模式下，太陽高度角在不同位置時的絕對天頂亮度進(jìn)行模擬。

除了以上三個核心算法，太陽位置的模擬算法可以提高算法綜合的實用性。通過太陽位置模擬算法，可以實現(xiàn)給定任意時間點和地面上的經(jīng)緯度，就可以計算出當(dāng)時當(dāng)刻的天空光分布。

有了天空光分布模擬算法，接下來的關(guān)鍵就是實現(xiàn)這樣的算法，天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)裝置也就應(yīng)運(yùn)而生了。腳踏實地，建造蒼穹。這需要專業(yè)技術(shù)判斷力，也需要一些浪漫的想象力。

用什么來模擬天空呢？設(shè)計師們選擇研發(fā)了一款高均勻性高亮度大尺寸方形燈板，用近500塊這樣的燈板組成了天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)裝置的天空。這些燈板完全覆蓋駕駛艙視界，身處于駕駛艙中，對外界的觀察恰如置身天空之中。

有了天空，接著還要為天空配備“日月”。天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)裝置利用金鹵燈作為太陽模擬光源，還特意配備了調(diào)光結(jié)構(gòu)。在太陽模擬器下，完全能感受到真實太陽的光輝和溫暖。月亮模擬器則是采用了LED光源，配以特制的月相板，能夠模擬出不同的月相變化。

有了太陽和月亮，還要讓它們在“天空”運(yùn)行起來，因此設(shè)計師們設(shè)計了日月支撐軌道，能夠帶動日月模擬器在場地內(nèi)任意位置連續(xù)移動。為了更好模擬天空環(huán)境的“風(fēng)云變幻”，實驗室還配有云霧閃電模擬系統(tǒng)，能夠模擬飛行中穿云和遭遇雷暴等情況。

除了直接對光環(huán)境進(jìn)行模擬的各個硬件系統(tǒng)，實驗室還為試驗樣機(jī)配備了樣機(jī)升降轉(zhuǎn)臺，可以讓試驗樣機(jī)按需要調(diào)節(jié)高度和方向，幫助試飛員更好地定位試驗所需要的外部光環(huán)境。

天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)裝置，可以根據(jù)給定經(jīng)緯度及時間自動生成天空光分布，進(jìn)行基于飛行航線的動態(tài)場景模擬，同時可以實現(xiàn)光環(huán)境數(shù)據(jù)及測試數(shù)據(jù)的對照，進(jìn)行基于光環(huán)境變化的物理、生理、心理綜合人機(jī)工效分析。

有了天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)裝置，設(shè)計師們就能在試驗環(huán)境中完成駕駛艙照明性能評估、駕駛艙眩光評估、客艙情景照明性能評估、顯示器等設(shè)備自動調(diào)光驗證等試驗，通過實現(xiàn)基于時間、空間變化的天空光環(huán)境，減少飛行試驗及對特定天氣環(huán)境的依賴，實現(xiàn)從飛行試驗、機(jī)上地面試驗到試驗室試驗的轉(zhuǎn)變。

此外，天空光環(huán)境模擬系統(tǒng)還能有效支撐民用飛機(jī)照明系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備、駕駛艙各儀器儀表、內(nèi)飾內(nèi)設(shè)產(chǎn)品等基礎(chǔ)技術(shù)、設(shè)備研制研究，可輻射航空航天各類產(chǎn)品、道路交通、軌道交通、船舶艦艇、建筑等與天空光環(huán)境相關(guān)的領(lǐng)域。