Monitorowanie skrzydeł samolotu podczas lotu
Reflektometria to badanie optyczne umożliwiające określenie kształtu powierzchni refleksyjnych na podstawie odkształceń od zdefiniowanego wzorca. Układ pomiarowy zamontowany na skrzydłach nie wpływa na ich aerodynamikę czy parametry konstrukcyjne. Z powodu ograniczeń geometrycznych związanych z kształtem skrzydeł odbicie musi być mierzone pod bardzo małym kątem. Do pokonania tych ograniczeń uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu WING REFLECTOMETRY (In-flight monitoring of wing surface with quasi tangential reflectometry and shadow casting) wykorzystali system złożony z podczerwonych lamp błyskowych. Skrzydła laminarne mają specyficzny kształt, a ilość miejsca przeznaczonego na montaż podzespołów, takich jak kamery, sterowniki i oświetlenie, jest niewielka. Kolejną przeszkodą utrudniającą stosowanie reflektometrii są nowe osiągnięcia w zakresie powłoki do stosowania w lotnictwie. Możliwości systemu WING REFLECTOMETRY zostały sprawdzone podczas dwóch serii testowych. Dodatkowo system przetestowano na makiecie skrzydła naturalnej wielkości, skonstruowanej w celu zademonstrowania wykonalności i opłacalności tego rozwiązania. Oferowana rozdzielczość jest znacznie większa niż wymagane minimum wynoszące 0,02 mm. Uczestnicy projektu zmierzyli niewielkie odkształcenia powierzchni skrzydła za pomocą reflektometrii niskokątowej i quasi-stycznej, a występy na powierzchni – za pomocą fotogrametrii cyfrowej rzucanych cieni. Połączenie obu metod pozwoliło na wykonywanie pomiarów w locie bez uszczerbku dla właściwości aerodynamicznych skrzydła. W szczególności badacze jako pierwsi udowodnili, że reflektometryczny pomiar lokalnych odkształceń powierzchni skrzydła z użyciem statycznych wzorców jest możliwy. W celu sprawdzenia poprawności oprogramowania do analizy danych i architektury sprzętowej, po testach na makiecie skrzydła przeprowadzono dodatkowe badania w warunkach laboratoryjnych. Zbudowana makieta umożliwiła zespołowi WING REFLECTOMETRY przetestowanie nowego systemu optycznego w wielu różnych konfiguracjach. Aby sprawdzić działanie systemu na dużych wysokościach i przy poddźwiękowej prędkości lotu, system zostanie zamontowany na przełomowym, demonstracyjnym prototypie samolotu ze skrzydłami o przepływie laminarnym (BLADE).
Słowa kluczowe
Reflektometria, skrzydła laminarne, WING REFLECTOMETRY, lampa podczerwona, fotogrametria cyfrowa
