中國工程物理研究院總體工程研究所（以下簡稱總體所）主要從事武器總體工程設計、環境試驗、數值模擬工作，同時也是我國科學試驗用離心機研制的龍頭單位。

總體所同步于歐美于1960年代開始大型離心機研制工作，至今已研制交付各類離心機四十余臺，其中多臺離心機性能指標處于國際領先水平：最大模擬加速度達到40000g（1g=9.8m/s²），最大整機容量已達到1000gt，最大加速度增長率達到35g/s，持續加速度模擬最高精度達到10^-6量級，加速度模擬自由度達到三個，實現了加速度、振動、溫度、氣動復合。這些裝置為我國多個型號戰略、戰術武器及戰機部組件檢測、定型提供了試驗平臺，為我國多個水利、交通工程建設提供了工程設計驗證平臺。

總體所研發的科學試驗用離心機類型包括：應用于交通、水利等行業的土工離心機及機載裝置；應用于航空、航天產品飛行環境模擬的例行離心機和過載模擬離心機；應用于慣性儀表校準、檢測的精密離心機；應用于戰斗機飛行員訓練的載人離心機等。

　　一、土工離心機

土工離心機依據離心場下土工模型的縮尺效應（1:n，n為加速度g值）、縮時效應（1:n²）、強化能量效應（1:n³），開展縮比模型試驗，廣泛應用于堤壩、邊坡、路基、隧道、建筑物基礎等方面的工程應用試驗研究。

總體所承接了國內自1990年代以來所有土工離心機研制項目。用戶包括西南交通大學、長安大學、同濟大學、浙江大學、成都理工大學、鄭州大學、長江水利委員會長江科學院、天津水運科學院、中國地震局工程力學所等十余家科研院所，極大地促進了國內相關領域研究發展。

目前，總體所研制的土工離心機最大容量已達到1000gt，最大加速度已達到250g，吊籃最大空間可達2m×2m×2m。

二、機載裝置

總體所研發了多套機械手和振動臺等土工離心機機載裝置。

1．離心場下機械手

機械手安裝在土工離心機吊籃，在離心場下，通過機械手運動，實現離心模型試驗中如填筑、開挖、注水和剖面變形等復雜動作，具備不停機實現工具更換等功能。

總體所先后為成都理工大學、長江水利委員會長江科學院、長安大學、浙江大學等多家單位研制土工離心機試驗用機械手。

圖2所示為總體所為長安大學研制的機械手。該系統在100g離心場下可實現X軸、Y軸、Z軸以及C軸的四軸聯動。機械手各方向都由獨立的電機驅動，依靠X、Y、Z軸平移機構和C向旋轉機構實現機械手四軸精確定位。定位精度為0.1mm；X、Y、Z三軸承載能力為：X軸2500N，Y軸2500N，Z軸拉5000N、壓18000N。工具頭安裝法蘭運行范圍為：X向運行范圍為207～587mm，Y向運行范圍為217～467mm，Z向運行范圍為495～895mm。

2．離心場下振動臺

振動臺安裝在離心機吊籃，通過對縮比模型施加壓縮地震波激振，考核巖土結構抗震性能。

總體所先后為同濟大學、成都理工大學、鄭州大學、長江水利委員會長江科學院等單位研制土工離心機試驗用振動臺。

成都理工大學土工離心機振動系統是目前國際上性能指標領先的離心機機載振動臺，系統能夠在100g離心場下開展振動試驗。有效負載質量1200kg，振動頻率范圍20Hz～250Hz；振動最大速度±0.75m/s，地震波面積失真度≦5%；最大振動歷時3s（小量級地震波可延長至5s），離心機運轉過程中具有2～3次滿量級激振的能力或者5次小量級激振能力。

三、例行試驗離心機

例行試驗離心機用于模擬航空、航天產品飛行過程中所承受的加速度環境，廣泛應用于產品的整體、部件在高過載等環境下的力學與電氣性能試驗、產品檢驗。

總體所于1968研制完成的“亞洲一號”離心機目前仍運行良好，1998年完成離心–氣動–溫度復合離心機研制并投入使用，2012年完成離心–振動復合離心機研制并交付航天用戶，目前正在進行半徑達13m的新一代例行試驗離心機的研制工作。

圖4所示為離心–氣動–溫度復合離心機，該系統有效半徑7m，最大負載質量2000kg，最大加速度200g。

四、過載模擬離心機

過載模擬離心機用于動態跟隨導彈、戰機飛行過載曲線，廣泛應用于產品過載環境下的性能考核與檢測。目前，總體所已經成功研制用于火箭發動機過載環境試驗考核、導彈機動飛行過載環境模擬以及航空救生裝備鑒定的過載模擬離心機。

圖 5所示是用于導彈機動飛行過載環境模擬的過載模擬試驗系統。該系統通過模擬導彈飛行過程三軸過載對產品部組件進行性能考核。主要技術指標如下：半徑3.5m，最大模擬加速度40g，最大加速度增長率24g/s，最大負載200kg。

圖 6所示為高動態仿真離心機系統。該系統通過模擬導彈飛行過程中的Z向過載對產品部組件進行性能考核。主要技術指標如下：最大模擬加速度100g，最大加速度增長率35g/s，最大負載20kg。

圖7所示是總體所為航天科技四院401所研制的火箭發動機離心過載模擬試驗系統。該系統通過模擬發動機點火過程對產品過載承受能力進行考核鑒定。主要技術指標如下：最大加速度55g，加速度上升率4g/s，最大負載2000kg。

圖 8所示是總體所為航宇救生裝備有限公司研制的動態慣性載荷模擬試驗系統。該系統用于航空救生裝備過載環境性能考核。系統配備自由吊艙，根據需要可研制配備二自由模擬吊艙。主要技術指標如下：有效半徑8m，最大加速度15g，最大過載變化率10g/s，最大負載2000kg。

五、精密離心機

精密離心機提供1g以上的高精度加速度，應用于慣性產品輸出性能測試、研究、校準和標定。

2012年至今，總體所陸續承接了中物院五所、中電26所、中船717所等單位精密離心機研制項目，并于2012年獲批國家重大科學儀器設備開發專項“高精度慣性儀表校準檢測裝置研制及應用”，該項目研制完成的精密離心機主要技術指標如下：半徑1m，加速度精度為10^-6量級，最大負載20kg，最大加速度100g。

載人離心機

載人離心機通過三自由度協調運動產生持續性過載，用于戰機飛行員飛行模擬訓練及航空醫學研究。系統提供主動和被動過載控制模式，飛行員可在模擬座艙內根據視景、儀表系統提供的視覺信息及自身過載感受操縱飛行模擬操縱系統進行模擬訓練。

圖 10所示是總體所自主研制的載人離心機。該系統有效半徑8m，最大模擬加速度15g，最大過載變化率10g/s，模擬吊艙能夠提供±360°的滾轉和俯仰運動，系統響應時間小于80ms。