科学试验用离心机（湖南湘仪）是指利用高速旋转的转臂（台）产生若干倍数于重力的离心力以模拟产品（人）所承受的力学环境，用于科研人员开展科学研究、试验检测的设备。目前，世界上开展科学试验用的离心机主要有：应用于航空、航天等军工行业的例行试验离心机；应用于交通、水利等行业的土工离心机；应用于飞行员或宇航员训练的载人离心机；以及应用于计量领域的精密离心机。

具有科学意义离心设备的想法最早出现于1868年，法国人提出利用缩模方法对英法海峡金属桥梁进行研究。到了1931 年第一台具有科学试验意义的土工离心机在美国哥伦比亚大学问世。从此科学试验用离心机在漫长的近一个世纪里有条不紊地在世界各国孕育，主要集中在欧美、日本等发达国家，中国在20 世纪50 年代末也逐步兴起各种离心机的研制。

1 国内离心机发展历程及现状

中国科学试验用离心机事业，崛起于世界离心机的快速发展期，坚持以研究所为主、跨越式发展的路子。经过近50 年发展，掌握了离心机研制的关键技术，培养了一批技术骨干，积累了丰富的工程实践经验，已经使得中国科学试验用离心机在世界离心机研制领域占据了一席之地。

1.1 例行试验离心机

由于航空、航天研究及试验需要，中国科学院581组（北京卫星环境工程研究所前身）早在1962 年和1967 年就分别研制了第一代中型、大型物体离心机，拔得中国大型物体离心机研制的头筹，而后又陆续研制了第二代、第三代以及出口型物体离心机。在同一时代，中国工程物理研究院总体工程研究所（以下简称中物院总体所）成功研制了用于核武器环境试验的“亚洲一号离心机”，如图1 所示。该机半径、容量和功率均为当时亚洲之最，经过两次电气系统升级，目前仍在服役。

中物院总体所于1997 年攻克复合例行离心机核心技术，成功研制了用于加速度模拟试验、离心力-气动力和离心力-气动力-温度等复合试验的“二号离心机”。2000 年以来，中物院总体所承担了国内主要的大型例行试验离心机研制。2013 年交付的DR707-1-CEN 振动离心复合离心机如图2 所示，该机实现了导弹再入过载-振动环境模拟。目前，正在研制具有超长半径（达13 m）、超大容量（650g-t）的例行试验离心机。

1.2 土工离心机

由于大型水利建设、交通工程的需要，我国于20世纪80 年代开始发展离心模拟技术。长江科学院于1983 年建成了当时国内容量最大的土工离心机，为我国离心机试验技术的发展和创新奠定了重要的基础。北京卫星环境工程研究所于1991 年成功研制了容量为450g-t 的土工离心机，其部分性能已达当时世界先进水平。中国直升机研究所于1992 年研制成功NHRI-400g-t 土工离心机。香港科技大学于2002年建成了代表现代化发展水平的400g-t 大型土工离心机，配备双向振动台、四维机械手、网络数据采集及处理功能。进入21 世纪以来，中物院总体所抓住机遇，厚积薄发，先后承担了TLJ-200，TLJ-150，ZJU-400，TLJ-500 等一系列不同规格土工离心机的研制，成为我国土工离心机研制的龙头，其大型土工离心机的研制能力代表我国在该领域的最高水平。

1.3 载人离心机

载人离心机是开展飞行员选拔、训练以及防护研究的重要装备，是提升飞行员加速度耐受能力、减少飞行事故、提升飞行员战斗力的有效途径。我国与欧美等发达国家同时开始载人离心机的研制，原上海机电产品设计院于1965 年研制了我国第一台载人离心机，北京卫星环境工程研究所在1985 年研制了特大型人/物两用离心机。

1.4 精密离心机

精密离心机是进行加速度计离心试验的核心设备，其通过提供高精度加速度作为输入量，标定惯性产品的输出性能。中物院总体所研制的加速度不确定度为1.0×10-5的JML-100，最大加速度达到了100g。近年来，国内开展了期望达到10-6量级精密离心机的研制工作，如哈尔滨工业大学在研的JML-01 精密离心机，加速度不确定度指标期望值为3×10-6，加速度范围为0.25g～30g；中国航空工业总公司第304 研究所在研的臂式精密离心机加速度不确定度指标期望值为2×10-6，半径为2.5 m，其加速度范围为0.1g～40g。中物院总体所承担的国家重大科学仪器设备开发专项之一的“高精度惯性仪表校准检测装置研制及应用”项目，研制的离心机型号为JML-100G。其加速度不确定度达1.4×10-6，稳态线加速度达到100g，填补了我国1g～100g 量程范围内加速度相对不确定度达到10-6量级精密离心机的空白。