CN102288338A - 一种旋翼载荷测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量技术，涉及一种旋翼载荷测量方法。本发明旋翼载荷测量方法在直升机桨叶上铺设光纤光栅，光纤光栅经光纤连接到设置在旋翼轴顶端的光纤光栅解调仪，而且机舱上设置有用于遥控光纤光栅传感解调仪的遥控器；确认新型光纤光栅传感解调仪工作正常后进行直升机旋翼载荷的测量；进入测量状态后，通过遥控器控制测量数据的记存，待测试完毕后，将测量数据导入计算机进行处理和分析。本发明旋翼载荷测量系统通过无线传输实现控制，避免了向机舱内引线和安装光集流环的麻烦，而且不需要用到成本较高的集流环，而采用较为通用的模块器件，因此有效降低了测量成本。

Description

一种旋翼载荷测量方法

技术领域

本发明属于测量技术，涉及一种旋翼载荷测量方法。

背景技术

请参阅图1，其是一种现有技术直升机旋翼载荷测量方法的示意图，其采用电测法进行测量，其过程如下：在桨叶3上粘贴电阻应变片1，连接该电阻应变片1的导线2沿桨叶3向内延伸到桨毂4，并从旋翼轴上端7进入中空的旋翼轴5，穿过主减速器6并引到旋翼轴下端8的集流环旋转部分11。电信号通过电刷13传导到集流环不转部分12，通过集流环后的信号经导线传输后进入应变采集仪15，最后由计算机16完成数据的采集和记存，供处理和分析用。

请参阅图2，其是另一种现有技术直升机旋翼载荷测量方法的示意图，其采用光纤光栅传感技术进行直升机旋翼载荷测量，其过程是如下：在桨叶3上粘贴光纤光栅18，光纤20沿桨叶3向内延伸到桨毂4，多路光纤通过光纤耦合器19汇成一路光纤，并从旋翼轴上端7中空的旋翼轴5，再引到集流环旋转部分11，光信号通过两个对心光纤21传输到集流环不转部分12，光纤解耦器23将一路光纤还原成多路光纤，进入到普通光纤光栅传感解调仪24，最后由计算机16完成数据的采集和记存，供处理和分析用。

现有技术的旋翼载荷测量实际工作时：先将直升机的桨毂4、旋翼轴5和主减速器6拆下，将集流环旋转部分固定于旋翼轴下端8，将集流环不转部分通过螺栓固定于机舱17顶部，安装主减速器6、旋翼轴5、桨毂4于直升机机体上，在将已铺好光纤光栅18或电阻应变片1并做了标定的桨叶3装上，经调试无误后进行直升机旋翼载荷的飞行测量。

然而安装集流环时需要将桨叶3、桨毂4、旋翼轴5和主减速器6拆下再装上，一般需要一个班组8人两个工作日，因此操作不方便。而且光纤从桨叶经旋翼轴布局到机舱上，使得布局复杂，降低了可靠性，另外，集流环价格昂贵，使得测量成本较高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种测量简单、成本低的旋翼载荷测量方法。

本发明的技术方案是：一种旋翼载荷测量方法，其在直升机桨叶上铺设光纤光栅，光纤光栅经光纤连接到设置在旋翼轴顶端的新型光纤光栅解调仪，而且机舱上设置有用于遥控新型光纤光栅传感解调仪的遥控器。

所述新型光纤光栅传感解调仪包括电源模块、光源模块、数据采集模块、数据记忆模块、GPS模块和遥控模块，其中，所述电源模块通过电源线分别与光源模块、数据采集模块、数据记忆模块、GPS模块、遥控模块相连；所述数据记忆模块通过数据线分别与GPS模块、遥控模块以及数据采集模块相连；另外，所述光源模块以及数据采集模块均连接有光纤。

所述数据记忆模块带有数据存储卡。

本发明的优点是：本发明旋翼载荷测量方法将可以无线控制的光纤光栅解调仪置于桨毂顶部，通过无线传输实现遥控，避免了向机舱内引线和安装光集流环的麻烦，从而能够更便捷地进行直升机旋翼载荷测量。同时减少旋翼载荷飞行实测数据处理中的飞行状态识别工作量，而且不需要用到成本较高的集流环，而采用较为通用的模块器件，因此有效降低了测量成本，能产生较大的经济效益。

附图说明

图1是一种现有技术旋翼载荷传统电测法的示意图；

图2是另一种现有技术旋翼载荷光纤光栅传感测量方法的示意图；

图3本发明旋翼载荷测量方法一较佳实施方式的示意图；

图4本发明的旋翼载荷测量方法的原理示意图；

其中，1电阻应变片、2导线、3桨叶、4桨榖、5旋翼轴、6主减速器、7旋翼轴上端、8旋翼轴下端、11集流环旋转部分、12集流环不转部分、13电刷、14导线、15应变采集仪、16计算机、17机舱、18光栅、19光纤耦合器、20光纤、21对心光纤、23光纤解耦器、24普通光纤光栅传感解调仪、25电源模块、26光源模块、27数据采集模块、28记存模块、29GPS模块、30遥控接收器、34数据存储卡、35新型光纤光栅传感解调仪、36遥控器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的说明：

请参阅图3，其是本发明旋翼载荷测量方法示意图。本发明旋翼载荷测量方法在已经做好标定的桨叶3上铺设若干光纤光栅18，连接所述光纤光栅18的光纤经光纤耦合器19汇成一路光纤20，并经桨毂4连接到设置在旋翼轴5顶端的新型光纤光栅解调仪35。同时在机舱17上设置有用于控制新型光纤光栅传感解调仪35的遥控器36。

请参阅图4，其是本发明的旋翼载荷测量方法的原理示意图。所述新型光纤光栅传感解调仪35包括电源模块25、光源模块26、数据采集模块27、数据记忆模块28、GPS模块29和遥控模块30。其中，所述电源模块25通过电源线分别与光源模块26、数据采集模块27、数据记忆模块28、GPS模块29、遥控模块30相连。所述数据记忆模块28带有数据存储卡34，其通过数据线分别与GPS模块29、遥控模块30以及数据采集模块27相连。另外，所述光源模块26以及数据采集模块均连接有用于光信号传输的光纤。

其中，所述电源模块25实现由锂电池对整个方法的供电；GPS模块29实现GPS时间的提取，给每个时刻下的旋翼载荷测量数据提供一个时间，以便与其他测量系统数据相关联。而数据记存模块28实现测量数据的记存，数据记存模块28功能中增加对GPS时间的记存；遥控模块30能接收机舱内的遥控器36发出的遥控信号，以实现对数据记存模块28的遥控。

本发明旋翼载荷测量方法的工作过程如下的：

将已铺好光纤光栅18并做了标定的桨叶3安装在直升机上，将集成了电源模块25、GPS模块29、数据记存模块28和遥控模块30的新型光纤光栅传感解调仪35固定在桨毂4中央的旋翼轴5顶端，将桨叶3上的光纤20与光纤光栅传感解调仪35连接，并将处于桨榖4这一段的光纤20固定好。确认光纤光栅传感解调仪35工作正常后可以进行直升机旋翼载荷的飞行测量。在直升机进入测量状态后，遥控模块30接收机舱内的遥控器36发出的遥控信号，从而实现对数据记存模块28的遥控。待测试完毕后，将数据存储卡34取下，将数据导入计算机进行处理和分析。

另外，本发明旋翼载荷测量方法测量时，对于直升机飞行动作难度低的状态，飞行员能够准确无误地完成，在这种情况下，使用遥控器36控制数据记存模块28对数据的记存，将需要测量的飞行状态的数据记录下来并进行识别，而舍弃过渡状态的数据记录。对于直升机飞行动作难度高的状态，记录整个机动动作过程的数据，以便在数据处理中进行识别。每次飞行的任务是已知的，动作难度低的状态在数据记存时已经准确无误地识别出来了，只需要对动作难度高的状态进行识别，从而降低了数据处理中飞行状态识别的工作量，提高了测量效率。其中，飞行动作难度的高低如何界定，根据实际飞行科目具体的规定的。

综上所述本发明旋翼载荷测量方法采用无线数据传输，取消集流环，从而不需要拆卸桨叶、桨毂、旋翼轴以及主减速器，因此极大的方便了系统安装，降低了测量工作量。实际试验表明，三人在半小时内即可完成光纤光栅传感解调仪的安装、桨毂段光纤的固定和与光纤光栅传感解调仪的连接，因此操作方便，而且不需要用到成本较高的集流环，而采用较为通用的模块器件，因此有效降低了测量成本。

Claims (4)

1.一种旋翼载荷测量方法，其特征在于，其过程如下：

(1)在直升机桨叶上铺设光纤光栅[18]，在旋翼轴[5]顶端设置具有遥控模块[30]并与光纤光栅相连的新型光纤光栅解调仪[35]，在机舱[17]上设置有用于遥控新型光纤光栅传感解调仪[35]的遥控器[36]；

(2)确认新型光纤光栅传感解调仪[35]工作正常后进行直升机旋翼载荷的测量；

(3)在直升机进入测量状态后，通过遥控器[36]控制测量数据的记存，待测试完毕后；

(4)将测量数据导入计算机进行处理和分析。

2.根据权利要求1所述的旋翼载荷测量方法，其特征在于：所述新型光纤光栅传感解调仪[35]包括电源模块[25]、光源模块[26]、数据采集模块[27]、数据记忆模块[28]、GPS模块[29]和遥控模块[30]，其中，所述电源模块[25]通过电源线分别与光源模块[26]、数据采集模块[27]、数据记忆模块[28]、GPS模块[29]、遥控模块[30]相连；所述数据记忆模块[28]通过数据线分别与GPS模块[29]、遥控模块[30]以及数据采集模块[27]相连；另外，所述光源模块[26以及数据采集模块均连接有光纤。

3.根据权利要求2所述的旋翼载荷测量方法，其特征在于：所述数据记忆模块[28]带有数据存储卡[34]。

4.根据权利要求1至3任一项所述的旋翼载荷测量方法，其特征在于：对于直升机飞行动作难度低的状态，使用遥控器[36]控制数据记存模块[28]对数据的记存，将需要测量的飞行状态的数据记录下来并识别，并舍弃过渡状态的数据记录；

对于直升机飞行动作难度高的状态，记录整个机动动作过程的数据，由于动作难度低的状态在数据记存时已经准确无误地识别出来了，只对动作难度高的状态进行识别。

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