基于运动捕捉的机翼形变测量方法

针对实时动态条件下的机翼形变测量问题,提出一种基于运动捕捉技术的机翼形变测量方法.首先采用高精度动作捕捉技术实时获取机翼表面物理标记点的绝对坐标数据;然后使用一种基于拉普拉斯坐标的网格形变插值算法,利用机翼数字模型及物理标记点的坐标信息进行插值,获取机翼数字模型的网格顶点的实时坐标;最后通过比较网格顶点坐标与初始坐标的差异得到机翼的实时形变信息,完成对机翼形变的测量.在2段运动捕捉数据上与反距离权重插值法进行对比的实验结果表明,所提方法能够以较高的精度对机翼的形变进行实时测量,测量误差不超过1mm.

FBG传感技术在飞机机翼动态形变监测中的应用

机翼是飞机的关键部件之一,在飞行过程中对机翼形变进行在线监测,有助于提升飞机的安全性能及任务执行能力。为此,本文提出一种基于光纤布拉格光栅传感技术的机翼动态形变测量系统;理论分析了FBG波长变化量与机翼表面曲率变化的关系,利用FBG温度传感器实现应变补偿,利用三次样条插值实现离散曲率的连续化,采用基于连续曲率的形变重构算法实现机翼形变测量;在CA42飞机的4个翼面上布置了36个FBG应变传感器,4个FBG温度传感器,通过地面静力试验得到了机翼的形变测量误差为2.5%;最后,针对机翼动态形变测量系统开展了飞行试验,试验过程完整地记录下了机翼表面的应变、温度及形变信息。试验结果表明,由机翼形变产生的翼梢位移量正比于机翼法向过载,系数分别为86.33 mm/g(左机翼)及80.04 mm/g(右机翼),翼梢最大位移量250 mm,发生在法向过载为2.25 g的时刻。此外,飞机机动半径越小,机翼形变量越大。机翼动态形变测量系统体现了良好的工程适应性。