技術(shù)頻道

      總統(tǒng)專用直升機(jī): 用于旋轉(zhuǎn)機(jī)翼測(cè)試的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

      下一代總統(tǒng)直升機(jī)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵是保證美國(guó)總統(tǒng)的安全,并有效地建立 ’空中橢圓形辦公室’.

      AgustaWestland US101 直升機(jī)被選擇進(jìn)行最嚴(yán)格的測(cè)試. 在開(kāi)發(fā)過(guò)程,EH101, 測(cè)試樣品,采用了HBM 的 MGCplus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和catman®Enterprise 測(cè)試分析軟件進(jìn)行了全面的旋轉(zhuǎn)機(jī)翼測(cè)試.


      圖1:直升機(jī)的機(jī)翼即使在極其不良的環(huán)境條件下也必須正常工作

      圖2:機(jī)翼暴露在極限載荷下

      機(jī)翼測(cè)試是直升機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重要組成部分。機(jī)翼暴露在強(qiáng)大的力量下,因此要充分進(jìn)行疲勞和損壞測(cè)試。旋轉(zhuǎn)機(jī)翼在運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)力運(yùn)動(dòng)是極其復(fù)雜的,為達(dá)到這些要求,HBM為其基本軟件模塊添加了一個(gè)FCS控制系統(tǒng)的通信接口并實(shí)現(xiàn)了與總數(shù)學(xué)庫(kù)的接口,同時(shí)還完成了本應(yīng)用必備的數(shù)學(xué)模塊。

      HBM系統(tǒng)解決方案
      AgustaWestland 已經(jīng)與HBM成功合作了多年,所以當(dāng)AgustaWestland 要安裝一個(gè)新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時(shí)候,他們?cè)僖淮芜x擇了HBM作為供應(yīng)商。他們使用HBM的MGCplus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),包括一個(gè)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(yè)版測(cè)試分析軟件。

      交互校正
      由于直升機(jī)機(jī)翼的運(yùn)動(dòng)由多個(gè)部分組成,因此要在機(jī)翼表面用應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)力和應(yīng)變。每個(gè)部分要單獨(dú)校正,則結(jié)果組成一個(gè)校正矩陣。這是確定實(shí)際彎矩校正計(jì)算的基礎(chǔ)。
      由于有許多可能的負(fù)載元件,因此要確定高達(dá)八個(gè)不同的校正矩陣。因?yàn)闄C(jī)翼的周期運(yùn)動(dòng),因此必須能在疲勞測(cè)試過(guò)程中檢測(cè)出彎矩的正負(fù)峰值。
      因?yàn)椴豢赡茉谠嚇拥乃械胤蕉及惭b應(yīng)變計(jì),又因?yàn)閼?yīng)變計(jì)也有可能有故障的時(shí)候,因此系統(tǒng)要能夠在所需位置往現(xiàn)有的測(cè)量值內(nèi)內(nèi)插數(shù)據(jù)。測(cè)量結(jié)果將用于控制系統(tǒng)且可以在線顯示。

      圖3:機(jī)翼在不同方向受力,飛行模擬了各種復(fù)雜的動(dòng)力運(yùn)動(dòng)

      新的數(shù)學(xué)模塊
      HBM通過(guò)增加一個(gè)FCS控制系統(tǒng)接口和通過(guò)給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在線內(nèi)核增加了一個(gè)開(kāi)放式數(shù)學(xué)接口OOI(Open Online Interface)升級(jí)了catman®Enterprise 測(cè)試分析軟件。
      為 AgustaWestland 開(kāi)發(fā)了三個(gè)數(shù)學(xué)模塊:
      1) 交互校正模塊根據(jù)初次校準(zhǔn)推導(dǎo)出的系數(shù)計(jì)算校正矩陣的逆陣,然后將它們用于在線計(jì)算。
      2) 峰值檢測(cè)模塊用于檢測(cè)正負(fù)峰值。
      3) 插值模塊可以在回歸基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)插值。對(duì)結(jié)果通道沒(méi)有數(shù)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(tǒng)解決方案包括一個(gè)HBM的綜合測(cè)量系統(tǒng)和Moog FCS控制系統(tǒng)

      這些數(shù)學(xué)模塊及相關(guān)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(kāi)放式接口(OOI)的結(jié)構(gòu),它真的非常易于集成其它具體的數(shù)學(xué)功能。
      catman®Enterprise 測(cè)試分析軟件的新特點(diǎn)大大地縮短了研發(fā)和測(cè)試時(shí)間,這樣進(jìn)一步提高了成本效率。

      文章發(fā)表于 Aerospace Testing International,
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