准确、稳定、可信:RUAG 信赖 HBM 风洞测试解决方案

风洞试验为工程师设计和评估试验对象的空气动力学特性提供了必要的数据。测试通常采用缩小比例的飞机、建筑物和列车模型,或者是一个全尺寸的物体(假人和汽车/车辆)进行的。

在 Emmen, RUAG Schweiz 有多个风洞在运行,在这些风洞中,测量数据需要以极高精度记录、处理和评估。

挑战

尽管投资和运营成本很高,飞机和车辆制造商仍然严重依赖风洞试验。测试的复杂性和要求正在增加。高质量的测量数据——包括静态数据和越来越多的瞬态数据——必须可靠、高效地传输。

解决方案

MGCplus 放大器系统被集成到一个紧凑和移动的整体系统中。与标准连接电缆、空气动力学试验所需的各种测量传感器快速灵活连接,通过风洞软件的开放接口进行配置。解决方案的标准是有效校准,可追溯到国家标准并确保长期可靠性。

结果

由于 MGCplus/DMP 数据采集系统具有极高的灵活性、精密性和良好的长期稳定性,可进行各种测试。与 RUAG 多分量天平一起,HBM 测量链可用于确定载荷,如提升力和阻力。为空气动力学工程师提供改进/验证产品所需的数据。

风洞试验 - 获取真实的测试结果

风洞试验的范围非常广,测量和数据采集的要求也各不相同。在最简单的情况下,客户只对观察暴露在风中的测试对象感兴趣,如降落伞。在这种情况下,只需要对风速进行测定。              

一般来说,风洞测试都比较复杂,风洞模型需配备多种传感器,用于获得作用在物体上的载荷和压力数据。LOSITA 风洞模型是在欧洲清洁天空2号计划框架内建立和测试的,对数据采集要求具有极高的要求,可进行非常复杂的风洞试验。LOSITA 资金来自于欧盟地平线2020研究与创新项目。

该模型配备了RUAG六分量天平,以获得作用在飞机上的 全局力和力矩。这架飞机由两个强大的安装在机翼上的螺旋桨涡轮机驱动。螺旋桨将对机翼周围的气流产生巨大影响,因此必须将其纳入风洞模型。作用在螺旋桨上的力通过安装在螺旋桨轮毂上的附加6分量天平(转轴天平)进行测量。从这些全局测量力值中,空气动力学专家将从中提取有关飞机性能以及稳定性和可控性的信息。

结构工程师可能更感兴趣的是 飞机某些部件上的气动载荷。这些数据来自于模型上不同位置的压力测量值。为此,LOSITA 风洞模型配备了700多个测压口。另一种补充方法是使用应变计组件天平 - 其专门测量单个控制面上的力。

除了这些测量值之外,还有 多个传感器用于控制和监控测试和模型,如加速度计、转速传感器、位置传感器和温度传感器。每个风洞试验的目标不同,以及由此产生的传感器多样性对数据采集系统的灵活性提出了非常高的要求。仪器,特别是多组分天平,在精度和重复性方面需要满足非常严格的要求。

HBM DMP 和 MGCplus 数据采集系统已经在 RUAG 风洞和校准实验室中使用 10多年了。最初设置的关于精度、分辨率、重复性和可用性的要求到今天仍然能满足或超过客户的要求。定期校准也显示出其良好的长期稳定性。所获得的测量结果对于客户的产品进一步改进确认是非常有价值的。

Wind Tunnel Balance

六分量天平的任务是同时测量三个正交排列的力和力矩,同时尽量减少相互干扰。在航空中,这些是升力/法向力(Z)、阻力/轴向力(X)和侧向力(Y),以及滚转(L)、俯仰(M)和偏航(N)轴的力矩。

RUAG天平由两部分组成:固定接地或非公制半和公制半。

  • 非公制半: 它附着在一个坚实的结构上,例如地面或一个支撑,它决定了模型在风洞中的位置。
  • 公制半: 固定在被测物体上,即汽车或飞机模型。

通过连杆和带有高精度应变计的测量元件,记录机械应变,并通过之前的校准转换为物理单位。

RUAG 7xx 系列天平

由于客户对试验对象和待测力的要求取决于风洞模型的尺寸,RUAG 天平系列提供了多种规格天平,以从体积和载荷范围方面满足试验对象要求。

精度和质量保证:测量和校准

ISO 9001质量体系要求每年进行一次校准,可追溯到国家标准。这适用于 MGCplus 系统 以及RUAG多组分天平。

为此开发了一个校准系统,可以对所有 MGCplus 通道进行检查和校准。来自 HBM 的 DMP40 放大器用于校准天平,以满足质量保证体系最高要求。

关于 RUAG AG

RUAG AG 是国际领先的民用和军用航空系统和组件供应商、服务提供商和集成商。该公司的核心能力包括维修和维护工作,以及飞机和直升机子系统的升级、开发、制造和集成。              

早在70多年前,RUAG的前身公司 aidgenössiches Flugzeugwerk F+W 的空气动力学研究部门就开始测量飞机的力和力矩。

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