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基于光纤传感测量的直升机旋翼分布载荷识别

陈文  
【摘要】: 直升机旋翼分布载荷识别是直升机旋翼空气动力学和动力学领域中具有挑战性的研究课题。基于光纤传感测量的直升机旋翼分布载荷识别技术可以克服传统电测传感器测量的缺陷,发挥一系列独特的其他传感载体和媒质难以相比的优点,是一项很有应用潜力的新技术。本文利用光纤Bragg光栅传感器测量桨叶的振动信号,建立了一种直升机旋翼分布载荷的识别方法。 当力场作用于光纤光栅时,光纤Bragg光栅折射率和栅距也随之变化,即光纤光栅反射波长的漂移,通过检测波长漂移量就可以获得被测量,最直接的为应变量。这种应变量无任何噪声污染,并且光纤Bragg光栅传感器质量轻,体积小,可以分布式测量桨叶沿展向各剖面的应变。 本文建立了一种由光纤光栅实测应变推算出桨叶分布载荷的方法。通过实测桨叶各剖面弯曲应变,经变换得到旋翼桨叶剖面弯矩,然后利用已知的模态内力或位移,求得广义坐标,最终确定桨叶挥舞状态的位移、结构载荷和气动载荷分布。以悬停状态下无铰式桨叶为试验对象,采用光纤Bragg光栅传感器测量桨叶在旋转状态下的挥舞弯曲应变,然后按照本文建立的桨叶分布载荷识别方法,计算得到了桨叶测量剖面的挥舞变形、结构载荷和气动载荷分布情况。


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