瑞士版F/A-1 8戰(zhàn)斗機的加強結構將進行大規(guī)模的綜合試驗研究。將用68個液壓缸模擬實際應力，例如飛行中實際發(fā)生的應力。這是為了證明飛機結構可以滿足瑞士相對比較尖端的應用，并證明它可以達到所需的5000個飛行小時的工作壽命。.
全尺寸疲勞試驗對瑞士的加強結構的鑒定是非常重要的。根據(jù)安全系數(shù)2，必須在2年內(nèi)模擬,10,000個飛行小時。
試驗結構裝有大約1,100個應變計，此外，試驗方案內(nèi)還綜合進了位移傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。必須和控制系統(tǒng)參數(shù)一起測量和存貯來自這些傳感器的信號。.
任務
根據(jù)客戶訂購要求編制了控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術說明書，在這些文件內(nèi)詳細列出了硬件和軟件要求。這些技術說明書是向潛在供應商進行所有問詢和談判的基礎。
我們將最大重點放在下述問題的最優(yōu)解決方案上:
- 已經(jīng)安裝和連接的應變計必須可以連接到系統(tǒng)上
- 當安裝不同規(guī)格的應變計時要使用不同的SGs電源電壓是很重要的
- 該系統(tǒng)必須可以再擴充1000個測量通道
- 24小時之內(nèi)必須以10Hz的頻率測量約200個通道并存貯.
- 在10Hz時選擇通道可以從一種測量換為另一種測量，該操作必須可以在不改變當前布線方式的情況下實現(xiàn)
- 還必須可以通過將要定義的接口從控制系統(tǒng)測量大約100個測量值
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制系統(tǒng)必須可以相互交換信息.
解決方案
通過對各個供應商和系統(tǒng)的全面調(diào)查，我們決定采用如下系統(tǒng):
數(shù)據(jù)采集:
- HBM的MGCplus系統(tǒng)，帶catman® 企業(yè)版軟件包
控制系統(tǒng):
- FCS控制系統(tǒng)的SmarTEST加載系統(tǒng)
接口:
- 兩個系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換通過CAN線連接實現(xiàn)。通過該總線在10Hz時可以交換大約100個信號.
系統(tǒng)概述
帶控制回路和測量放大器的控制柜安裝在試樣的鄰近處，因此模擬測量信號可以使用短電纜以減少干擾。
所有試驗操作所需的計算機和監(jiān)視器都安裝在一個控制室內(nèi)。控制室對整個試驗布局具有良好的視角。控制室與大廳內(nèi)的控制柜之間的連接通過網(wǎng)絡連接實現(xiàn)，因此只有幾個較長的連接線路需要電纜.
測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)
- 4 個控制柜，每個柜配4個MGCplus架和一個UPS電源
- 每個MGCplus架配14個卡，每個卡有8個測量通道
- Windows 2000服務器和2臺客戶機
測量通道
- 約1,500個SG通道，4-線電路
- 14個應變傳感器，6-線電路
- 12個位移傳感器（電纜線電勢傳感器）
- 13個溫度傳感器（K型）
- 通過CAN總線有96個通道（力信號和狀態(tài)信號）連接FCS控制系統(tǒng)
試驗程序
動態(tài)試驗
在正常的試驗操作時，元件被加載1,000個飛行小時（FH）的程序段，每個24小時一組，這樣一個程序段可以持續(xù)大約一個星期。.
靜態(tài)試驗
應變研究通過在FH程序段結束時執(zhí)行。元件被加載，然后在7個選擇的加載工況以最大負載的10%步減，步減到最大負載的70%.
一個1,000 FH程序段包括一個加載程序運行5次，相當于300次模擬飛行或200 FH。加載程序本身由26,900個加載工況序列組成，有2,011種不同的加載工況
測量階段
整個數(shù)據(jù)采集通過HBM的catman®企業(yè)版軟件實現(xiàn).
動態(tài)測量
在動態(tài)試驗過程中，用10Hz的頻率長期記錄200個測量通道。一個測量系列需要花費20小時，包括200 FH循環(huán)的數(shù)據(jù)，這可以產(chǎn)生一個包含1.25億個測量值的數(shù)據(jù)文件，然后這些數(shù)據(jù)在catman®內(nèi)用腳本處理。
試驗進行期間，所有重要的試驗參數(shù)都會在線顯示在HBM服務器顯示屏上，同時還會顯示有趣的傳感器數(shù)據(jù).
靜態(tài)測試
在應變研究過程中我們使用“抓拍”功能。這就是說當達到一個特定的負載水平后，當按下一按鈕后所有打開的工作測量通道都會被測量并同步存貯（約1,600個測量通道）。一個數(shù)據(jù)文件通常會包含99個測量線。
測量一完成，catman® 腳本就會對數(shù)據(jù)進行評估。
靜態(tài)測量過程中所有重要的試驗參數(shù)也會在線顯示在服務器的顯示屏上.
我們?yōu)槭裁催x擇該系統(tǒng)的原因
集成HBM和FCS系統(tǒng)的深刻概念
- 因為每個測量通道有它自己的A/D轉換器，所以可以輕松實現(xiàn)用10Hz同步測量200個通道的數(shù)據(jù)并進行存貯
- 只需簡單切換通道，就可以實現(xiàn)靜態(tài)測量和動態(tài)測量的轉換，不需要更改線路
- 應變計的4-線電路可以保證測量誤差最小化，雖然配線并不均勻
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)在已大約運行了1年。經(jīng)驗表明我們的系統(tǒng)非常可靠，完全達到了我們的期望要求.
|
