直升机旋翼,为直升机的飞行提供所需的升力和推进力。旋翼桨叶的动力学特性直接影响到直升机的性能。
大尺寸旋翼桨叶在高速旋转过程中承受着巨大的气动、振动载荷,将产生更大的弹性形变。在研发过程中亟需精准的理论计算模型,这便对大尺寸旋翼桨叶运动参数测量提出了更加迫切的需求。
采用DIC光学位移测量系统,基于数字图像相关法DIC,对旋翼运动参数的测量和分析,实时测量桨叶挥舞、摆振等运动参数,可以为大尺寸直升机旋翼系统设计提供可靠的试验数据。
新拓三维XTDIC-STROBE三维动态位移测量系统,用于对旋翼桨叶运动参数进行测量,该方法技术成熟、试验设备简单、成本低,并解决了大尺寸机翼标定的难题,在获得大尺寸桨叶的三维坐标信息的基础上,根据旋翼桨叶各运动参数定义实现各运动参数的求解。
1、dic位移轨迹测量目的
在1:1直升机旋翼塔上进行试验,采用新拓三维XTDIC-STROBE三维动态位移测量系统,搭配高速摄像机采集旋翼运动过程图像,测量旋翼桨叶在运动过程中的变形情况,及挥舞角、摆振角、扭转角等运动参数的解算。

数字图像相关法DIC测量飞行旋翼运动参数模型
2、光学位移测量DIC方案
在桨叶表面粘贴标志点,将新拓三维XTDIC-STROBE三维动态位移测量系统-测量头、高亮光源及光电传感器放置于旋翼塔顶部,XTDIC三维全场应变测量系统测量头采集桨叶旋转过程中的图像信息,高亮光源负责高速下的补光,传感器用于触发相机采集数据。

图:机翼-dic位移轨迹测量实验示意图
3、dic位移轨迹测量检测流程
桨叶表面粘贴标志点。
在旋翼塔顶部架设测量头、光源及传感器。
桨叶转动,传感器触发相机采集数据。
数据计算,分析挥舞角、摆振角、扭转角等运动参数。
4、dic位移轨迹测量数据分析
新拓三维XTDIC-STROBE三维动态位移测量系统分析软件进行图像数据分析,下图为桨叶在某种工况下的位移图,通过对位移值、坐标值的分析,进而解算出挥舞角、摆振角、扭转角的变化趋势,为桨叶的验证、设计提供依据。

数字图像相关方法DIC测量位移值

数字图像相关方法DIC测量位移值

机翼旋转过程某运动参数