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光纤光栅传感系统在航空技术上的运用
- 2019-05-21 -

        飞机的研制周期比以前越来越短,性能指标也越来越高。无人机作为未来战场上的一支新力量,越来越受到人们的重视。与传统战斗机相比,无人机未来的发展方向必然是超负荷大、作战环境复杂,因此其结构在服役过程中会受到复杂载荷的影响,导致结构损伤和失效模式的复杂多样性和损伤监测的难度。

        目前,我国开发制造的光纤光栅传感器大多是民用的,如电力、土木工程、石化、钢铁等行业。在航天等具有特殊试验环境、高试验精度和可靠性要求的军事领域,一些高校和科研院所也与国际研究前沿密切开展了相关的研究工作。

        欧美发达国家光纤光栅传感技术的研究早于中国几十年。美国是最早将FBG应用于军用飞机的国家之一,该项研究取得了显著的成果。德国在F-18战斗机垂直安定面上部署光纤光栅传感系统,实现实时监测;美国在X-33液氢燃料箱结构上部署光纤光栅传感器网络,反映液氢燃料箱结构和绝缘层结构的表面信息。日本在飞机的方向盘网格结构上实时部署分布式光纤传感器网络,实现了基于传感器网络的传感器网络。损伤监测与定位一体化。

        目前,针对无人机结构监测的应用要求,将高空间分辨率、高灵敏度的无人机应变振动测试技术和实时损伤评估技术相结合。关键突破是光纤布拉格光栅传感器的制作和封装、光栅信号的解调、处理和抗偏振衰落技术、光栅传感器阵列的复用和串音抑制技术、损伤性能。化学分析技术、材料参数识别技术、损伤分析和有限元结构应力分析交互技术等关键技术,掌握了无人机结构多物理场综合测试与健康监测技术,为无人机结构高效、低成本提供了一种新的方法。对整个飞机进行健康监测。

        

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