總統專用直升機: 用于旋轉機翼測試的數據采集系統

下一代總統直升機開發的關鍵是保證美國總統的安全，并有效地建立 ’空中橢圓形辦公室’.

AgustaWestland US101 直升機被選擇進行最嚴格的測試. 在開發過程，EH101, 測試樣品，采用了HBM 的 MGCplus 數據采集系統和catman®Enterprise 測試分析軟件進行了全面的旋轉機翼測試.


圖1：直升機的機翼即使在極其不良的環境條件下也必須正常工作

圖2：機翼暴露在極限載荷下

機翼測試是直升機開發過程的重要組成部分。機翼暴露在強大的力量下，因此要充分進行疲勞和損壞測試。旋轉機翼在運行過程中的動力運動是極其復雜的，為達到這些要求，HBM為其基本軟件模塊添加了一個FCS控制系統的通信接口并實現了與總數學庫的接口，同時還完成了本應用必備的數學模塊。

HBM系統解決方案
AgustaWestland 已經與HBM成功合作了多年，所以當AgustaWestland 要安裝一個新的數據采集系統的時候，他們再一次選擇了HBM作為供應商。他們使用HBM的MGCplus 數據采集系統，包括一個CP42通信處理器和各種放大器，主要是8-通道式的，還有catman® 企業版測試分析軟件。

交互校正
由于直升機機翼的運動由多個部分組成，因此要在機翼表面用應變計測量應力和應變。每個部分要單獨校正，則結果組成一個校正矩陣。這是確定實際彎矩校正計算的基礎。
由于有許多可能的負載元件，因此要確定高達八個不同的校正矩陣。因為機翼的周期運動，因此必須能在疲勞測試過程中檢測出彎矩的正負峰值。
因為不可能在試樣的所有地方都安裝應變計，又因為應變計也有可能有故障的時候，因此系統要能夠在所需位置往現有的測量值內內插數據。測量結果將用于控制系統且可以在線顯示。

圖3：機翼在不同方向受力，飛行模擬了各種復雜的動力運動

新的數學模塊
HBM通過增加一個FCS控制系統接口和通過給數據采集系統在線內核增加了一個開放式數學接口OOI（Open Online Interface）升級了catman®Enterprise 測試分析軟件。
為 AgustaWestland 開發了三個數學模塊：
1) 交互校正模塊根據初次校準推導出的系數計算校正矩陣的逆陣，然后將它們用于在線計算。
2) 峰值檢測模塊用于檢測正負峰值。
3) 插值模塊可以在回歸基礎上進行數據插值。對結果通道沒有數量限制且有幾種回歸模型（eg y（x）= ax + b, y（x）= a*ln（bx）...）。


圖4：系統解決方案包括一個HBM的綜合測量系統和Moog FCS控制系統

這些數學模塊及相關接口是作為catman®Enterprise或catman®Enterprise的嵌入塊使用的。顯然這些模塊提高了catman®Enterprise 及其程序的在線能力。由于帶有開放式接口（OOI）的結構，它真的非常易于集成其它具體的數學功能。
catman®Enterprise 測試分析軟件的新特點大大地縮短了研發和測試時間，這樣進一步提高了成本效率。

文章發表于 Aerospace Testing International,
更多信息，請訪問：http://www.hbm.com/cn/menu/products/measurement-electronics-software/data-acquisition-systems/