总统专用直升机: 用于旋转机翼测试的数据采集系统

下一代总统直升机开发的关键是保证美国总统的安全，并有效地建立 ’空中椭圆形办公室’.

AgustaWestland US101 直升机被选择进行最严格的测试. 在开发过程，EH101, 测试样品，采用了HBM 的 MGCplus 数据采集系统和catman®Enterprise 测试分析软件进行了全面的旋转机翼测试.


图1：直升机的机翼即使在极其不良的环境条件下也必须正常工作

图2：机翼暴露在极限载荷下

机翼测试是直升机开发过程的重要组成部分。机翼暴露在强大的力量下，因此要充分进行疲劳和损坏测试。旋转机翼在运行过程中的动力运动是极其复杂的，为达到这些要求，HBM为其基本软件模块添加了一个FCS控制系统的通信接口并实现了与总数学库的接口，同时还完成了本应用必备的数学模块。

HBM系统解决方案
AgustaWestland 已经与HBM成功合作了多年，所以当AgustaWestland 要安装一个新的数据采集系统的时候，他们再一次选择了HBM作为供应商。他们使用HBM的MGCplus 数据采集系统，包括一个CP42通信处理器和各种放大器，主要是8-通道式的，还有catman® 企业版测试分析软件。

交互校正
由于直升机机翼的运动由多个部分组成，因此要在机翼表面用应变计测量应力和应变。每个部分要单独校正，则结果组成一个校正矩阵。这是确定实际弯矩校正计算的基础。
由于有许多可能的负载元件，因此要确定高达八个不同的校正矩阵。因为机翼的周期运动，因此必须能在疲劳测试过程中检测出弯矩的正负峰值。
因为不可能在试样的所有地方都安装应变计，又因为应变计也有可能有故障的时候，因此系统要能够在所需位置往现有的测量值内内插数据。测量结果将用于控制系统且可以在线显示。

图3：机翼在不同方向受力，飞行模拟了各种复杂的动力运动

新的数学模块
HBM通过增加一个FCS控制系统接口和通过给数据采集系统在线内核增加了一个开放式数学接口OOI（Open Online Interface）升级了catman®Enterprise 测试分析软件。
为 AgustaWestland 开发了三个数学模块：
1) 交互校正模块根据初次校准推导出的系数计算校正矩阵的逆阵，然后将它们用于在线计算。
2) 峰值检测模块用于检测正负峰值。
3) 插值模块可以在回归基础上进行数据插值。对结果通道没有数量限制且有几种回归模型（eg y（x）= ax + b, y（x）= a*ln（bx）...）。


图4：系统解决方案包括一个HBM的综合测量系统和Moog FCS控制系统

这些数学模块及相关接口是作为catman®Enterprise或catman®Enterprise的嵌入块使用的。显然这些模块提高了catman®Enterprise 及其程序的在线能力。由于带有开放式接口（OOI）的结构，它真的非常易于集成其它具体的数学功能。
catman®Enterprise 测试分析软件的新特点大大地缩短了研发和测试时间，这样进一步提高了成本效率。

文章发表于 Aerospace Testing International,
更多信息，请访问：http://www.hbm.com/cn/menu/products/measurement-electronics-software/data-acquisition-systems/