Независимый отчет об испытаниях

Отчет №.: БЦТТ-2026-ТР-0429
Дата выдачи: Март 29, 2026
Серия продуктов: Бионический & Замаскированные башни связи на деревьях
Клиент: [Цзеляньская стальная башня, ООО ]
Орган тестирования: Международная лаборатория инфраструктуры & Коммуникационные структуры (МККП)
Тип теста: Тип обследования + Специальная оценка производительности

я. Обзор и объем тестирования

Систематическое тестирование проводилось в соответствии со следующими стандартами.: TIA-222-H (Структурные стандарты для телекоммуникационной отрасли), IEC 61400-6 (Устойчивость к ветру и усталость), ASTM B117 (Коррозия солевым туманом), ISO 4892-2 (УФ-старение), и RU 300 019 (Прозрачность РФ). Программа испытаний охватывала 14 недели, покрытие предварительно собранных заводских образцов (высота от 12м до 40м) и эксплуатируемые башни, расположенные в трех разных климатических зонах.

Второй. Строительная механика и испытания на несущую способность

2.1 Испытание статической нагрузкой

Башня связи «Бионическое дерево» высотой 30 метров. (конфигурация, имитирующая дуб) подвергался сочетанию вертикальных и горизонтальных нагрузок в соответствии с наиболее тяжелым предельным состоянием (1.2 × рабочая нагрузка + 1.6 × ветровая нагрузка). Основным материалом колонны была сталь S460ML. (измеренный предел текучести 483 МПа). В то время как полезная нагрузка верхней антенны 1850 кг (6 секторные антенны + 3 Rrus) был применен, боковая сила, эквивалентная 55 Скорость ветра м/с одновременно прикладывалась на две трети высоты башни.. Измеренное горизонтальное смещение на вершине башни составило 287 мм, т.е., Н/104, что меньше значения H/70, указанного в TIA-222-H.. Остаточная деформация после разгрузки составила 0.8 мм, что указывает на полностью эластичное поведение. Скорость потери предварительного натяга болтов базового фланца составила всего 1.2%, соответствие требованиям.

2.2 Анализ усталостной жизни

Синусоидальное возбуждение с разверткой частоты (0.5 Гц – 5 Гц) применялся для моделирования вибраций, вызванных ветром, за эквивалентный 30-летний период.. Использовался метод подсчета дождевых осадков в сочетании с правилом линейного кумулятивного ущерба Майнера.. Рассчитанный совокупный коэффициент повреждения D составил 0.28, намного ниже 1.0, что подразумевает фактическую усталостную долговечность, превышающую 100 лет. Напряжения в горячих точках критических сварных швов анализировались с использованием подмодели конечных элементов.; максимальный диапазон напряжений в горячей точке был 78 МПа, значительно ниже предела выносливости S460ML (210 МПа).

2.3 Резервирование нагрузки бионических ветвящихся структур

Испытания на выдергивание были проведены на ветвях пальмовой башни из углепластика.: одна ветка выдержала 1.2 кН растягивающее усилие до разрушения, при этом фактическая рабочая нагрузка (включая собственный вес антенны, обледенение, и всасывание ветра) только 0.3 кН, обеспечивающий запас прочности 4.0. Шарнирные соединения между ветвями и стволом подвергались 500,000 циклические движения; после тестирования, глубина износа была ниже 0.05 мм без функционального ухудшения.

Iii. Аэродинамическая труба и аэроупругие испытания

3.1 Сравнительный тест коэффициента лобового сопротивления

Четыре конфигурации были испытаны в аэродинамической трубе пограничного слоя при 1:10 масштаб: обычный цилиндрический монополь, решетчатая башня из угловой стали, Бионическая древесная башня (широколиственный тип), и Бионическая Пальмовая Башня. Испытания проводились при числе Рейнольдса Re = 2,5×10⁵. (соответствует башне высотой 40 м в 15 М/с Скорость ветра). Результаты суммированы в таблице ниже.:

Снижение коэффициента лобового сопротивления бионических башен варьируется от 37% в 48%, в первую очередь связано с фрагментацией вихрей ветвями. Анализ во временной области показывает, что среднеквадратичные колебания подъемной силы бионических башен уменьшаются на 65%, значительное снижение усталостной нагрузки на конструкцию.

3.2 Определение аэроупругой устойчивости

По критерию Дена Хартога, оценивалась устойчивость галопа. Коэффициент галопа

$\mathrm{<span\; class="tr\_"\; id="tr\_0"\; data-source="1"\; data-orig="a">a</span>}"="\frac{d{С}_L}{dа}+{С}_d$

a"="dаdСL​​+Сd​ для башни бионического дерева было обнаружено, что оно отрицательное только тогда, когда угол атаки α превышает 18°., тогда как фактические углы атаки ветра не превышают ±12°.. следовательно, нет никакого галопирующего риска. Для бионической пальмовой башни, адаптивное скручивание листьев углепластика повышает критическую скорость ветра до 52 Миз.

IV. Количественная оценка эффективности камуфляжа и моделирования

4.1 Анализ спектрального подобия

Мультиспектральная система визуализации (400–1000 нм) использовался для сравнения бионических башен с реальными породами деревьев. (дуб, ладонь, сосна) под солнечным светом, пасмурно, и сумеречные условия. Индекс структурного сходства (ДА) и цветовая разница ΔEаб (НЕБОа*б* пробел) были рассчитаны. Результаты следующие::

• Бионическая башня широколиственных деревьев: средний SSIM = 0.937, ΔE*ab = 2.3 (неразличим невооруженным глазом)

• Бионическая пальмовая башня: ССИМ = 0.958, ΔE*ab = 1.8

• Камуфляжная башня из дерева (неполный бионический): ССИМ = 0.842, ΔE*ab = 4.7 (приемлемо на расстоянии >20м)

В ближнем инфракрасном диапазоне (700–900 нм), настоящие листья обладают высокой отражательной способностью благодаря хлорофиллу.. Путем добавления пигментов диоксида титана, легированных хромом., бионические материалы достигли степени соответствия отражения в ближнем ИК-диапазоне 91–94%., предотвращение аномалии «черное дерево» при разведке дронов.

4.2 Глубина текстуры и симуляция теней

Лазерный профилометр измерил текстуру коры: средняя шероховатость Ra настоящей дубовой коры составила 320 мкм, в то время как бионическая кора была 308 мкм, с аналогичной плотностью ям (12–15 ямок на см²). Тесты теневой проекции (искусственный источник солнечного света) показали, что рисунок разрыва света на стороне ствола по существу соответствует таковому у настоящих деревьев., с разницей градиента края менее 8%.

V. Долговечность материала и адаптируемость к окружающей среде

5.1 Ускоренное испытание на коррозию и солевой туман

Испытание в нейтральном солевом тумане в течение 3000 часов было проведено в соответствии со стандартом ASTM B117 на следующих образцах:: голая стальная пластина S460ML, оцинкованный + панель с полиуретановым покрытием, дуплекс из нержавеющей стали 2205 купон, Модуль коры ПНД, и фасад из углепластика. Полученные результаты:

• Голая сталь: сильная красная ржавчина (>20% площади)

• гальванизированный + полиуретан: нет красной ржавчины, легкая белая ржавчина (<1% площади), без потери адгезии

• Дуплекс из нержавеющей стали: полностью свободен от коррозии

• ПНД кора: без обесцвечивания, без мелования, Твердость по Шору D снизилась с 68 в 65

• Углепластиковая ветвь: нет расслоения, сохранение блеска 92%

Соответствующий рейтинг морской среды: система покрытия достигает C5‑M (очень высокая коррозионная активность для морской среды).

5.2 УФ-старение и стойкость цвета

По данным ИСО 4892-2 (ксеноновая лампа, 340 нм, 0.55 W/м², 102 минуты света / 18 минуты распыления воды), 1000 циклы (эквивалентно 5 годы на открытом воздухе). Цветовая разница ΔE*ab бионической коры составила 1.2, и сохранение прочности на растяжение было 96%. Сохранение модуля упругости при изгибе пальмовых ветвей из углепластика было 94%. Никакого меления или растрескивания не наблюдалось.

5.3 Экстремальные температуры и термический цикл

Было выполнено сто циклов при температуре от -40°C до +60°C. (6 часов за цикл). Ударная вязкость (Шарпи с V-образным вырезом) конструкционной стали снизилось с 52 J это 48 J (все еще выше, чем 40 Требование J). На границе раздела кора-сталь не произошло отслоения.. Охрупчивания уплотнительных прокладок не наблюдалось..

VI. Радиочастотная прозрачность и электромагнитная совместимость

6.1 Вносимая потеря и обратная потеря

В безэховой камере, бионические панели коры, Углепластик, и искусственные листья были размещены перед рупорной антенной со стандартным усилением. (диапазон частот 700 МГц – 3.8 ГГц). Вносимая потеря (С21) и возвратные потери (С11) были измерены. Результаты представлены в таблице ниже:

Все значения вносимых потерь приведены ниже. 0.6 дБ, соответствие требованиям 3GPP для обтекателей. Возвратные потери лучше, чем 15 дБ (КСВН < 1.43), что указывает на хорошее согласование импедансов и отсутствие значительного отражения.

6.2 Оценка воздействия многолучевого рассеяния

Башня из бионического дерева была помещена в реалистичную модель городской микроячейки.. Моделирование с помощью трассировки лучей показало, что дополнительный разброс задержки компонентов многолучевого распространения, вызванный ветвящейся структурой, составил всего 5–8 нс., что не оказывает негативного влияния на производительность демодуляции 5G NR. Искажения диаграммы направленности антенны были менее 1.2 дБ.

VII. Монтаж, Обслуживание, и тестирование жизненного цикла

7.1 Точность установки на месте и осадка фундамента

Мониторинг поселений Фонда (точное нивелирование) было выполнено на трех бионических башнях, которые находились в эксплуатации в течение 24 месяцы. Максимальный дифференциальный расчет составил 4.2 мм, значительно ниже допустимого предела 15 мм. Отклонение башни от вертикальности составляло H/1500. (где H = высота башни), лучше, чем проектный предел. Повторная проверка преднатяга болта показала максимальное снижение 6.2%, без ослабления.

7.2 Технический осмотр и срок службы изнашиваемых деталей

Внутренний аппаратный отсек (IP65 рейтинг) внутри багажник был открыт; Попадания конденсата и пыли не обнаружено. Радиусы изгиба кабеля соответствуют требованиям. После двух лет воздействия ветра, крепления искусственных листьев показали скорость отсоединения менее 0.3% в год. Рекомендуется заменять уплотнительные прокладки каждый раз. 5 лет и наносите верхний слой каждые 8 лет (только в эстетических целях).

VIII. Комплексное заключение и рекомендации по сертификации

На основе систематических тестов, описанных выше, бионический & Продукты Communication Tower с камуфлированным деревом превосходят следующие аспекты::

• Структурная безопасность: фактический запас прочности 1,8–2,2, усталость жизни >100 лет, превосходит обычные башни.

• Аэродинамические характеристики: снижение коэффициента лобового сопротивления до 48%, чрезвычайно низкий риск вихревого резонанса.

• Эффективность камуфляжа: ДА > 0.93, соответствие требованиям маскировки как для дронов, так и для наземных объектов.

• Долговечность: Класс коррозионной стойкости C5‑M, никаких существенных ухудшений после 1000 часы УФ-старения.

• Прозрачность РФ: вносимая потеря < 0.6 дБ, без негативного влияния на качество покрытия.

Рекомендуемая классификация: Эта серия продуктов подходит для чувствительных городских районов., прибрежные живописные зоны, экологические заповедники, и регионы с сильными ветрами, со сроком службы более 25 лет без капитального ремонта. Рекомендуется, чтобы ваша компания ссылалась на этот номер отчета в технических спецификациях и предоставляла клиентам сводку данных испытаний..

Подпись тестового руководителя: доктор. Елена В. Маркетти
Уполномоченное лицо лаборатории: Инг. J. S. Бхаскар
Проверка уплотнения корпуса: ICSL – Инфраструктура & Лаборатория коммуникационных структур (аккредитован TÜV SÜD, КНАС L7890)