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海拔3500米上的“生命之舱”
http://gwm.jjk33.com  2020-01-20 10:35   东北新闻网  分享


  陶玉祥王志鹏

  本报记者盛 利钱 力

  青藏高原、昆仑河畔,在海拔3540米、最低气温零下25摄氏度左右的格尔木纳赤台地区,主食加工方舱内,一台设备正自动搅拌着面粉,随后还将面团均匀分割成各式形状。一会儿,一盘盘冒着热气的小面包便新鲜出炉。尝一口,还带着浓浓的奶油鸡蛋香,给寒冷的环境带来了不少暖意。

  不仅如此,针对高原高寒环境对灾害现场安置装备性能及自主保障的特殊需求,承担“高原高寒地区灾害现场安置装备关键技术与装备研究及应用示范”项目的中国人民解放军陆军勤务学院还研制了适用于高原高寒地区的主食加工、住宿、应急净水、应急供油、垃圾和动物尸体处置、防疫洗消等六类技术保障装备,构建起高原高寒地区灾害现场安置装备体系。

  克服“高原病”,突破低氧低温等技术难题

  我国高原高寒地区面积广阔,是世界上高原人口最多的国家。其中青藏高原境内面积240多万平方公里,常住人口约1000万,是地壳活动强烈、大地震频发的地区,也是滑坡、泥石流等自然灾害的高发区。近年来多次发生自然灾害,造成巨大的人员伤亡和财产损失。能否研发出一整套适合高原高寒环境的灾害现场生存保障装备显得十分重要,而克服装备的“高原病”更是其中关键。

  “高原高寒地区具有气压低、气温低、氧气含量低、温差大、紫外线强等特点,在复杂环境应力场作用下装备性能会加速退化。此外,在低氧浓度和低温环境下,柴油机燃油混合燃烧过程中当量比和温度偏离理想过程,导致功率下降、启动困难。”项目负责人、陆军勤务学院副研究员杨建勇告诉记者,团队着重研究解决了两个共性科学问题,包括低氧浓度条件高效燃烧机理和复杂环境应力场作用下的装备性能退化机理。

  “高原环境动力增效的关键是提高发动机进气量、促进柴油喷雾的均匀混合。”杨建勇和团队通过研究不同方式的高增压比技术对发动机高原性能的影响,结合喷油控制参数以及发动机进排气系统、燃烧系统的结构优化设计,提出了满足高原高寒地区灾害现场安置装备需要的小型柴油机高原动力增效控制策略和低温冷启动策略,研制出环境自适应的高性能电控柴油燃烧机。据介绍,该小型柴油机可实现在海拔3000米条件下功率恢复至平原功率的95%以上,在零下25摄氏度条件下启动时间小于5秒,满足装备在高原地区的动力需求。

  而针对关键机电部件高原高寒环境适应性问题,项目组开展了充分的高原性能模拟试验和理论分析研究,建立高原高寒环境适应性验证与评价模型,为实现环境适应性设计与评价奠定了基础。

  六套9台装备,构建灾害安置保障全链条解决方案

  解决了高原环境下的动力增效及性能退化问题,装备研发具备了技术基础。

  记者在纳赤台现场看到,高原高寒地区主食加工方舱、住宿方舱、应急净水方舱、应急供油方舱、垃圾和动物尸体处置方舱、防疫洗消方舱六套共9台装备,分别针对灾害现场安置不同需求,构成了一体化、全链条的保障系统。

  主食加工方舱可进行面粉进料、和面、面团预醒、分割成形、面包胚醒发、烘烤及输送、成品面包包装等面包全过程的生产,在连续批量生产的条件下,每小时可加工1000个以上主食面包,解决灾害现场500名安置人员的吃饭问题;住宿方舱具备变压吸附制氧、弥散供氧、快速展收、综合保暖等功能,综合考虑人体生理学效应,满足不同海拔下方舱中最佳温度、氧气浓度等指标,方舱扩展后满足20人的住宿和使用要求;应急净水方舱运用低温低(高)浊水微漩涡混凝技术、高适应性陶瓷膜净化技术、高效保温及快速加热技术,可适应Ⅳ类以上地表水及苦咸水,每小时产水量超过2立方米……

  此外,该系列方舱的外形尺寸均符合20英尺标准集装箱要求,能够实现不同装备的标准化集装集成和装卸运输,满足高原高寒地区灾害现场安置基本生存保障需求。在应用示范评估会上,专家们表示,在各专项技术突破的同时,能够系统化构建如此全面的集成式方舱保障组合,满足快速展收、机动部署等多方面需求,难能可贵。

  推进成果应用转化,为高原高寒地区提供综合技术保障

  “我国应急技术装备总体处于起步阶段,适用高原高寒环境的应急技术与装备则更加薄弱。”杨建勇告诉记者,开展高原高寒条件下应急救援关键技术研究,研制灾害现场安置成套装备,提升灾害现场救援保障能力,是我国救灾应急领域面临的特殊而现实的重大问题。

  “项目的一些成果除灾害救援外,主食加工、住宿、应急净水、应急供油等方舱,还可广泛用于野外工程建设、边远小散地区临时生活保障等。”杨建勇说。

  杨建勇向记者一一列举了这些装备的应用前景。垃圾和动物尸体处置方舱,是国内最新开发的多功能机动高效环保装备,有广阔的市场需求。研制的高原小型增压柴油机、自适应电动柴油燃烧器、低能耗变压吸附制氧机、垃圾和动物尸体一体化焚烧炉、多组分焚烧烟气处理装置等核心关键部件,可作为配套部件广泛用于其他民用装备。装备研发中突破的关键技术,如大空间集成房屋综合保暖、低温条件消杀剂复配等关键技术,通过成果转化应用,将为相关领域工程建设、新产品开发及产品技术升级等提供技术支持。



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(科技日报)
[责任编辑:田晶]
 
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