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

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

AgustaWestland US101 直升機被選擇進行最嚴(yán)格的測試. 在開發(fā)過程，EH101, 測試樣品，采用了HBM 的 MGCplus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和catman®Enterprise 測試分析軟件進行了全面的旋轉(zhuǎn)機翼測試.


圖1：直升機的機翼即使在極其不良的環(huán)境條件下也必須正常工作

圖2：機翼暴露在極限載荷下

機翼測試是直升機開發(fā)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(zhuǎn)機翼在運行過程中的動力運動是極其復(fù)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(tǒng)的通信接口并實現(xiàn)了與總數(shù)學(xué)庫的接口，同時還完成了本應(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 要安裝一個新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的時候，他們再一次選擇了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(yīng)變計測量應(yīng)力和應(yīng)變。每個部分要單獨校正，則結(jié)果組成一個校正矩陣。這是確定實際彎矩校正計算的基礎(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(fù)峰值。
因為不可能在試樣的所有地方都安裝應(yīng)變計，又因為應(yīng)變計也有可能有故障的時候，因此系統(tǒng)要能夠在所需位置往現(xiàn)有的測量值內(nèi)內(nèi)插數(shù)據(jù)。測量結(jié)果將用于控制系統(tǒng)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(fù)雜的動力運動

新的數(shù)學(xué)模塊
HBM通過增加一個FCS控制系統(tǒng)接口和通過給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在線內(nèi)核增加了一個開放式數(shù)學(xué)接口OOI（Open Online Interface）升級了catman®Enterprise 測試分析軟件。
為 AgustaWestland 開發(fā)了三個數(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(fù)峰值。
3) 插值模塊可以在回歸基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)插值。對結(jié)果通道沒有數(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HBM的綜合測量系統(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 測試分析軟件的新特點大大地縮短了研發(fā)和測試時間，這樣進一步提高了成本效率。

文章發(fā)表于 Aerospace Testing International,
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