在飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中,設(shè)計(jì)師必須事先構(gòu)想飛機(jī)的用途,以預(yù)測(cè)飛機(jī)將受到的靜態(tài)和疲勞載荷。對(duì)于軍用飛機(jī),往往會(huì)吸取以往飛機(jī)類型的經(jīng)驗(yàn),開展類比角色或功能,為飛機(jī)設(shè)定將來(lái)的角色。
當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入軍事服務(wù),必須對(duì)結(jié)構(gòu)用途假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證,以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)的完整性。英國(guó)國(guó)防部(UKMOD)的驗(yàn)證由軍事航空管理局(MAA)制定。
然而,傳統(tǒng)的驗(yàn)證程序非常昂貴,不斷地對(duì)整個(gè)西方政府的國(guó)防支出增加壓力,所以必須開發(fā)成本zui低的解決方案,以滿足要求。為此,英國(guó)國(guó)防部國(guó)防科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(DSTL)的國(guó)防部飛機(jī)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攜手國(guó)防部承包商,使用由瑞士MSR電子公司生產(chǎn)、Caption Data有限公司提供的模塊化信號(hào)記錄器數(shù)據(jù)記錄儀,進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和飛行考驗(yàn),目前已經(jīng)在幾個(gè)飛機(jī)艦隊(duì)上捕捉了基本的結(jié)構(gòu)用途信息。
選擇MSR165的根本原因是:體積小,重量輕,電池供電(降低飛機(jī)的集成任務(wù)),靈活性強(qiáng)和性價(jià)比高。MSR165使用了一個(gè)3軸加速度、壓力、溫度和相對(duì)
濕度傳感器。
原始數(shù)據(jù)中的法向加速度(NZ)用于評(píng)估固定機(jī)翼的飛機(jī)的結(jié)構(gòu)用途。此外,壓力數(shù)據(jù)被用來(lái)評(píng)估在飛行過(guò)程中的高度,并幫助確定起飛和降落時(shí)間。MSR165位于飛機(jī)的非加壓區(qū)。
這種方案成功的關(guān)鍵在于將技術(shù)人員保持飛機(jī)的操作減少到zui低限度。因此,對(duì)MSR165進(jìn)行配置,實(shí)現(xiàn)從發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)到發(fā)動(dòng)起關(guān)閉,自動(dòng)記錄每秒鐘50個(gè)樣本的加速度,同時(shí)還可以連續(xù)記錄壓力、溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù),每秒鐘各一個(gè)樣本。這樣配置可以由飛機(jī)上的技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整,并保持*自主長(zhǎng)達(dá)75小時(shí)或2個(gè)月的飛行時(shí)間。
法向加速度和海拔估算的典型圖表,來(lái)自兩臺(tái)不同的飛機(jī)的壓力數(shù)據(jù),如圖3、圖4和圖5的特寫(40秒)。在進(jìn)行了2個(gè)月或75小時(shí)飛行時(shí)間后,技術(shù)人員更換MSR,換下來(lái)的MSR被送回國(guó)防科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(DSTL),與設(shè)計(jì)假設(shè)、疲勞試驗(yàn)譜或先前的服務(wù)用途進(jìn)行分析和比較。每秒捕獲的50個(gè)樣本加速數(shù)據(jù),通過(guò)一個(gè)低通有限脈沖響應(yīng)頻率濾波器(11Hz~1Hz)。這允許使用英國(guó)*航空研究中心(RAE)疲勞計(jì)(帶寬11Hz)將這些數(shù)據(jù)與信息記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此外,用1Hz低通數(shù)據(jù)確定信號(hào)的演習(xí)內(nèi)容。
以上為法向加速度和海拔估算的典型圖表,來(lái)自兩臺(tái)不同的飛機(jī)的壓力數(shù)據(jù)。
這個(gè)計(jì)劃非常成功,迄今,已經(jīng)在兩個(gè)小型英國(guó)國(guó)防部艦隊(duì)(Islander和Defender)和兩個(gè)歷史性的飛機(jī)平臺(tái)(Battle of Britain Memorial FlightLancaster和Royal Navy Historic Flight Swordfish)進(jìn)行了飛行試驗(yàn)。在這些試驗(yàn)中,已獲取將近100個(gè)小時(shí)的飛行數(shù)據(jù),而且使用獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)一步調(diào)查。目前,幾個(gè)艦隊(duì)廣泛的調(diào)整和進(jìn)一步的試驗(yàn)正在計(jì)劃中。