當(dāng)前位置:首頁 > 行業(yè)應(yīng)用 > 準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可信:RUAG 信賴 HBM 風(fēng)洞測試解決方案
風(fēng)洞試驗為工程師設(shè)計和評估試驗對象的空氣動力學(xué)特性提供了必要的數(shù)據(jù)。測試通常采用縮小比例的飛機、建筑物和列車模型,或者是一個全尺寸的物體(假人和汽車/車輛)進(jìn)行的。
在 Emmen, RUAG Schweiz 有多個風(fēng)洞在運行,在這些風(fēng)洞中,測量數(shù)據(jù)需要以極高精度記錄、處理和評估。
挑戰(zhàn)
盡管投資和運營成本很高,飛機和車輛制造商仍然嚴(yán)重依賴風(fēng)洞試驗。測試的復(fù)雜性和要求正在增加。高質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)——包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和越來越多的瞬態(tài)數(shù)據(jù)——必須可靠、高效地傳輸。
解決方案
MGCplus 放大器系統(tǒng)被集成到一個緊湊和移動的整體系統(tǒng)中。與標(biāo)準(zhǔn)連接電纜、空氣動力學(xué)試驗所需的各種測量傳感器快速靈活連接,通過風(fēng)洞軟件的開放接口進(jìn)行配置。解決方案的標(biāo)準(zhǔn)是有效校準(zhǔn),可追溯到國家標(biāo)準(zhǔn)并確保長期可靠性。
結(jié)果
由于 MGCplus/DMP 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有極高的靈活性、精密性和良好的長期穩(wěn)定性,可進(jìn)行各種測試。與 RUAG 多分量天平一起,HBM 測量鏈可用于確定載荷,如提升力和阻力。為空氣動力學(xué)工程師提供改進(jìn)/驗證產(chǎn)品所需的數(shù)據(jù)。
風(fēng)洞試驗的范圍非常廣,測量和數(shù)據(jù)采集的要求也各不相同。在最簡單的情況下,客戶只對觀察暴露在風(fēng)中的測試對象感興趣,如降落傘。在這種情況下,只需要對風(fēng)速進(jìn)行測定。
一般來說,風(fēng)洞測試都比較復(fù)雜,風(fēng)洞模型需配備多種傳感器,用于獲得作用在物體上的載荷和壓力數(shù)據(jù)。LOSITA 風(fēng)洞模型是在歐洲清潔天空2號計劃框架內(nèi)建立和測試的,對數(shù)據(jù)采集要求具有極高的要求,可進(jìn)行非常復(fù)雜的風(fēng)洞試驗。LOSITA 資金來自于歐盟地平線2020研究與創(chuàng)新項目。
該模型配備了RUAG六分量天平,以獲得作用在飛機上的 全局力和力矩。這架飛機由兩個強大的安裝在機翼上的螺旋槳渦輪機驅(qū)動。螺旋槳將對機翼周圍的氣流產(chǎn)生巨大影響,因此必須將其納入風(fēng)洞模型。作用在螺旋槳上的力通過安裝在螺旋槳輪轂上的附加6分量天平(轉(zhuǎn)軸天平)進(jìn)行測量。從這些全局測量力值中,空氣動力學(xué)專家將從中提取有關(guān)飛機性能以及穩(wěn)定性和可控性的信息。
結(jié)構(gòu)工程師可能更感興趣的是 飛機某些部件上的氣動載荷。這些數(shù)據(jù)來自于模型上不同位置的壓力測量值。為此,LOSITA 風(fēng)洞模型配備了700多個測壓口。另一種補充方法是使用應(yīng)變計組件天平 - 其專門測量單個控制面上的力。
除了這些測量值之外,還有 多個傳感器用于控制和監(jiān)控測試和模型,如加速度計、轉(zhuǎn)速傳感器、位置傳感器和溫度傳感器。每個風(fēng)洞試驗的目標(biāo)不同,以及由此產(chǎn)生的傳感器多樣性對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的靈活性提出了非常高的要求。儀器,特別是多組分天平,在精度和重復(fù)性方面需要滿足非常嚴(yán)格的要求。
HBM DMP 和 MGCplus 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)在 RUAG 風(fēng)洞和校準(zhǔn)實驗室中使用 10多年了。最初設(shè)置的關(guān)于精度、分辨率、重復(fù)性和可用性的要求到今天仍然能滿足或超過客戶的要求。定期校準(zhǔn)也顯示出其良好的長期穩(wěn)定性。所獲得的測量結(jié)果對于客戶的產(chǎn)品進(jìn)一步改進(jìn)確認(rèn)是非常有價值的。
六分量天平的任務(wù)是同時測量三個正交排列的力和力矩,同時盡量減少相互干擾。在航空中,這些是升力/法向力(Z)、阻力/軸向力(X)和側(cè)向力(Y),以及滾轉(zhuǎn)(L)、俯仰(M)和偏航(N)軸的力矩。
RUAG天平由兩部分組成:固定接地或非公制半和公制半。
通過連桿和帶有高精度應(yīng)變計的測量元件,記錄機械應(yīng)變,并通過之前的校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為物理單位。
RUAG 7xx 系列天平
由于客戶對試驗對象和待測力的要求取決于風(fēng)洞模型的尺寸,RUAG 天平系列提供了多種規(guī)格天平,以從體積和載荷范圍方面滿足試驗對象要求。
ISO 9001質(zhì)量體系要求每年進(jìn)行一次校準(zhǔn),可追溯到國家標(biāo)準(zhǔn)。這適用于 MGCplus 系統(tǒng) 以及RUAG多組分天平。
為此開發(fā)了一個校準(zhǔn)系統(tǒng),可以對所有 MGCplus 通道進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)。來自 HBM 的 DMP40 放大器用于校準(zhǔn)天平,以滿足質(zhì)量保證體系最高要求。
RUAG AG 是國際領(lǐng)先的民用和軍用航空系統(tǒng)和組件供應(yīng)商、服務(wù)提供商和集成商。該公司的核心能力包括維修和維護(hù)工作,以及飛機和直升機子系統(tǒng)的升級、開發(fā)、制造和集成。
早在70多年前,RUAG的前身公司 aidgen?ssiches Flugzeugwerk F+W 的空氣動力學(xué)研究部門就開始測量飛機的力和力矩。