CN102297738A

CN102297738A - 一种旋翼载荷测量系统

Info

Publication number: CN102297738A
Application number: CN2011101941954A
Authority: CN
Inventors: 张亚军; 吕国辉; 薛伟松; 杨建国; 王刚; 莫胜男; 崔荫; 宫楠
Original assignee: Harbin Aircraft Industry Group Co Ltd
Current assignee: Harbin Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2011-07-08
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明属于测量技术，涉及一种旋翼载荷测量系统。本发明旋翼载荷测量系统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。其中，所述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。在直升机进入测量状态后，本发明通过遥控器来控制数据的记存，待测试完毕后，将数据存储卡取下，将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

一种旋翼载荷测量系统

技术领域

本发明属于测量技术，涉及一种旋翼载荷测量系统。

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系统的示意图，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并引下到旋翼轴下端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系统的示意图，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系统是这样安装的：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、桨榖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系统。

本发明的技术方案是：一种旋翼载荷测量系统，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系统置于桨毂顶部，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，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，因此具有较大的实际应用价值。

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系统一较佳实施方式的示意图；

图4本发明的旋翼载荷测量系统的原理示意图；

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系统的示意图。本发明旋翼载荷测量系统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系统的原理示意图。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传输光信号的光纤。

其中，所述电源模块25实现由锂电池对整个系统的供电；GPS模块29实现GPS时间的提取，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系统的工作过程如下的：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，通过遥控器36来控制数据的记存，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系统测量时，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，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。

综上所述本发明旋翼载荷测量系统布局时采用无线数据传输，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

1.一种旋翼载荷测量系统，其特征在于：在直升机桨叶上铺设光纤光栅[18]，光纤光栅[18]经光纤连接到设置在旋翼轴[5]顶端的新型光纤光栅解调仪[35]，而且机舱[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.根据权利要求1所述的旋翼载荷测量系统，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系统，其特征在于：所述数据记忆模块[28]带有数据存储卡[34]。