非接觸式結(jié)冰探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、直升機(jī)旋翼結(jié)冰對(duì)直升機(jī)的安全和性能影響很大，結(jié)冰嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)毀人亡。國(guó)外在直升機(jī)旋翼結(jié)冰探測(cè)領(lǐng)域做了廣泛而深入的工作，國(guó)內(nèi)則相對(duì)落后。本文參閱了國(guó)內(nèi)外大量文獻(xiàn)和資料，提出了一種基于主動(dòng)式紅外激光探測(cè)的直升機(jī)旋翼非接觸式結(jié)冰探測(cè)技術(shù)，旨在彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)在這一測(cè)控領(lǐng)域的空白。本文闡述了非接觸式結(jié)冰探測(cè)技術(shù)的基本原理和方法,并針對(duì)直升機(jī)旋翼運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，充分分析旋翼變距、揮舞等因素對(duì)測(cè)量的影響。采用調(diào)制的紅外激光主動(dòng)探測(cè)槳葉的下表面，并對(duì)反射回來的

2、紅外光進(jìn)行接收、轉(zhuǎn)換、放大和降噪處理，提取有用信號(hào)。利用漿葉下表面結(jié)冰和非結(jié)冰區(qū)紅外光吸收率的不同，以實(shí)現(xiàn)槳葉下表面是否結(jié)冰的判斷，并可解算出沿槳葉弦向的結(jié)冰范圍及分布。根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的基本原理，論文選配了合適的紅外激光源和光探測(cè)器，并對(duì)前置放大器、可編程增益放大器、同步積分器、減法器、高低門限比較器和DSP處理系統(tǒng)等主要功能模塊電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)硬件和軟件功能初步實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，論文對(duì)直升機(jī)旋翼非接觸式結(jié)冰探測(cè)系統(tǒng)做了大量的靜態(tài)試

3、驗(yàn)。主要針對(duì)槳葉表面、槳葉結(jié)冰表面的紅外傳輸特性進(jìn)行研究，觀測(cè)和分析槳葉結(jié)冰和不結(jié)冰兩種狀態(tài)下信號(hào)調(diào)理電路輸出信號(hào)的差別，提供結(jié)冰判斷的依據(jù)；靜態(tài)試驗(yàn)還對(duì)其它多種材料的紅外傳輸特性進(jìn)行了研究對(duì)比，尋找可方便用于動(dòng)態(tài)模擬結(jié)冰試驗(yàn)的材料；靜態(tài)試驗(yàn)還研究了槳葉弦向、展向的角度，以及光源到槳葉距離變化對(duì)信號(hào)幅值的影響，從而掌握槳葉變距、揮舞等因素對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的干擾程度，并初步提出了克服變距、揮舞干擾的方法。論文對(duì)直升機(jī)旋翼非接觸式結(jié)冰探測(cè)系統(tǒng)做了