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應(yīng)用案例 | RUAG信賴HBM風(fēng)洞測(cè)試解決方案

2022-03-23 17:10:24·  來源：HBM 測(cè)試與測(cè)量  
　
風(fēng)洞試驗(yàn)為工程師設(shè)計(jì)和評(píng)估試驗(yàn)對(duì)象的空氣動(dòng)力學(xué)特性提供了必要的數(shù)據(jù)。測(cè)試通常采用縮小比例的飛機(jī)、建筑物和列車模型，或者是一個(gè)全尺寸的物體（假人和汽車/
風(fēng)洞試驗(yàn)為工程師設(shè)計(jì)和評(píng)估試驗(yàn)對(duì)象的空氣動(dòng)力學(xué)特性提供了必要的數(shù)據(jù)。測(cè)試通常采用縮小比例的飛機(jī)、建筑物和列車模型，或者是一個(gè)全尺寸的物體（假人和汽車/車輛）進(jìn)行的。在Emmen， RUAG Schweiz有多個(gè)風(fēng)洞在運(yùn)行，在這些風(fēng)洞中，測(cè)量數(shù)據(jù)需要以極高精度記錄、處理和評(píng)估。
挑戰(zhàn)
盡管投資和運(yùn)營(yíng)成本很高，飛機(jī)和車輛制造商仍然嚴(yán)重依賴風(fēng)洞試驗(yàn)。測(cè)試的復(fù)雜性和要求正在增加。高質(zhì)量的測(cè)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(gè)緊湊和移動(dòng)的整體系統(tǒng)中。與標(biāo)準(zhǔn)連接電纜、空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)所需的各種測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并確保長(zhǎng)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(zhǎng)期穩(wěn)定性，可進(jìn)行各種測(cè)試。與RUAG多分量天平一起，HBM測(cè)量鏈可用于確定載荷，如提升力和阻力。為空氣動(dòng)力學(xué)工程師提供改進(jìn)/驗(yàn)證產(chǎn)品所需的數(shù)據(jù)。

風(fēng)洞試驗(yàn) - 獲取真實(shí)的測(cè)試結(jié)果
風(fēng)洞試驗(yàn)的范圍非常廣，測(cè)量和數(shù)據(jù)采集的要求也各不相同。在最簡(jiǎn)單的情況下，客戶只對(duì)觀察暴露在風(fēng)中的測(cè)試對(duì)象感興趣，如降落傘。在這種情況下，只需要對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)定。
一般來說，風(fēng)洞測(cè)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(hào)計(jì)劃框架內(nèi)建立和測(cè)試的，對(duì)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(yàn)。LOSITA資金來自于歐盟地平線2020研究與創(chuàng)新項(xiàng)目。
該模型配備了RUAG六分量天平，以獲得作用在飛機(jī)上的全局力和力矩。這架飛機(jī)由兩個(gè)強(qiáng)大的安裝在機(jī)翼上的螺旋槳渦輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。螺旋槳將對(duì)機(jī)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(cè)量。從這些全局測(cè)量力值中，空氣動(dòng)力學(xué)專家將從中提取有關(guān)飛機(jī)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(jī)某些部件上的氣動(dòng)載荷。這些數(shù)據(jù)來自于模型上不同位置的壓力測(cè)量值。為此，LOSITA風(fēng)洞模型配備了700多個(gè)測(cè)壓口。另一種補(bǔ)充方法是使用應(yīng)變計(jì)組件天平 - 其專門測(cè)量單個(gè)控制面上的力。
RUAG的LOSITA風(fēng)洞模型
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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)期穩(wěn)定性。所獲得的測(cè)量結(jié)果對(duì)于客戶的產(chǎn)品進(jìn)一步改進(jìn)確認(rèn)是非常有價(jià)值的。
風(fēng)洞天平
六分量天平的任務(wù)是同時(shí)測(cè)量三個(gè)正交排列的力和力矩，同時(shí)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基于應(yīng)變的風(fēng)洞天平
RUAG天平由兩部分組成：固定接地或非公制半和公制半。
-非公制半：它附著在一個(gè)堅(jiān)實(shí)的結(jié)構(gòu)上，例如地面或一個(gè)支撐，它決定了模型在風(fēng)洞中的位置。
-公制半：固定在被測(cè)物體上，即汽車或飛機(jī)模型。

通過連桿和帶有高精度應(yīng)變計(jì)的測(cè)量元件，記錄機(jī)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(duì)試驗(yàn)對(duì)象和待測(cè)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(yàn)對(duì)象要求。
RUAG 7xx 系列天平
精度和質(zhì)量保證：測(cè)量和校準(zhǔn)
ISO 9001質(zhì)量體系要求每年進(jìn)行一次校準(zhǔn)，可追溯到國(guó)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(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)，可以對(duì)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。
系統(tǒng)集成了MGCplus數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
包括HBM DMP40放大器的校準(zhǔn)系統(tǒng)
關(guān)于 RUAG AG
RUAG AG 是國(guó)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(jī)和直升機(jī)子系統(tǒng)的升級(jí)、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(dòng)力學(xué)研究部門就開始測(cè)量飛機(jī)的力和力矩。



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