基于光纤分布式传感的机翼变形设计验证

约西亚的费用

为了响应政府的倡议，如联邦航空局的持续降低能源排放和噪音(CLEEN)计划，飞机制造商正在研究提高效率和降低噪音的新技术。变形机翼前缘的设计是实现这一目标的一种方法。传统上，板条用来增加机翼起飞和降落时的迎角。不幸的是，由于板条和机翼之间有空隙，它们会产生大量的湍流和噪音。由于前缘变形，通过内部执行器使机翼变形，从而平滑地增加攻角。这给空气一个连续的表面流动，这有助于减少湍流和噪音的产生。变形机翼的前缘由一种弹性材料制成，这种材料必须在着陆和起飞时具有足够的柔韧性，能够将机翼的形状改变为特定的几何形状;同时，在与飞行条件相关的载荷作用下，也必须具有足够的刚性，以保持机翼的几何形状。

在最近的美国航空工业协会(AIAA) SciTech会议上发表的一篇论文中，来自代尔夫特理工大学和弗劳恩霍夫建筑物理研究所的研究人员设计、制造和测试了一款功能性的、无缝的、变形的前沿演示机，该演示机配备了执行机构和空气弹性翼型外壳。利用有限元分析工具对预测应变进行了分析，并将结果与Luna的实验数据进行了比较ODiSIB分布式光纤传感系统。为了使变形前缘能够实现安全飞行，变形必须是由机翼弯曲而不是拉伸引起的。因此，重要的研究人员，以测量沿翼型周长的连续应变剖面。光纤传感器沿内部和外部的机翼，以区分轴向和弯曲应变。应变分析表明，一旦否定了内部应变，应变值沿箔内外几乎相同。这表明，机翼变形实际上是由于弯曲，验证了他们的设计原则。

这些类型的测量与传统的点传感方法不实际，不能提供设计工程师需要的分辨率，他们在高未知程度的前沿技术工作。ODiSI B基于瑞利后向散射技术，能够使用由未改变的光纤电缆构成的传感器，能够提供高达1.28毫米空间分辨率的高密度应变测量，最大传感长度为20米。ODiSI B有四种用户可选择的工作模式，可根据测试要求优化采样率、传感器长度和空间分辨率。使用ODiSI B捕获的数据可以实时查看，也可以捕获用于后处理和数据分析。欲了解更多信息，请访问全文在这里。参考:J. Sodja, M. Martinez, R. de Breuker, J. Simpson,“变形前沿概念的实验评估”，《美国航空航天学会科技论坛学报》2015年，2014年6月。