現(xiàn)代飛行器的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)已形成計(jì)算流體力學(xué)(CFD)、風(fēng)洞試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)三大要素并列的格局，在其中存在著數(shù)據(jù)的相關(guān)性問(wèn)題，需要通過(guò)對(duì)比或驗(yàn)證，掌握其間的相互關(guān)系和修正方法，才能更加有效地用于飛機(jī)研發(fā)。

數(shù)字圖像相關(guān)法技術(shù)（DIC）作為一種新型的非接觸全場(chǎng)形變測(cè)量技術(shù)，正成為航空航天中測(cè)量位移姿態(tài)及應(yīng)變的可靠手段。其基本原理為在測(cè)試樣品上施加隨機(jī)散斑，然后通過(guò)對(duì)變形過(guò)程中散斑的追蹤與關(guān)聯(lián)來(lái)獲得構(gòu)件的全場(chǎng)應(yīng)變與形變數(shù)據(jù)。

根據(jù)圖像采集系統(tǒng)的不同，數(shù)字圖像相關(guān)法DIC技術(shù)可以測(cè)量風(fēng)洞試驗(yàn)下飛機(jī)飛行過(guò)程的變攻角、姿態(tài)角，也可以記錄瞬間的動(dòng)態(tài)變形及位移軌跡。這種利用圖像的形變測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)傳感器相比具有決定性的優(yōu)勢(shì)，正在發(fā)展成為一種可靠的工業(yè)測(cè)量解決方案。

1、檢測(cè)目的

本文主要介紹采用新拓三維XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)法DIC，進(jìn)行兩種空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，一種是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，測(cè)量模型的變攻角、姿態(tài)角；一種是飛行實(shí)驗(yàn)，測(cè)量機(jī)翼變形，或者彈體運(yùn)行軌跡等。

2、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)

某低速風(fēng)洞內(nèi)，通過(guò)XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，搭配高速攝像機(jī)，高速攝像機(jī)采集模型表面標(biāo)志點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而解算出姿態(tài)角的變化。

某低速風(fēng)洞位移軌跡測(cè)量

飛機(jī)在風(fēng)洞下姿態(tài)角測(cè)量

某立式風(fēng)洞內(nèi)，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)法DIC技術(shù)，測(cè)量彈體（旋轉(zhuǎn)模型）表面標(biāo)志點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而解算出姿態(tài)角、自轉(zhuǎn)加速度等參數(shù)。

XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)采集立式風(fēng)洞下模型動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)

3、自由飛行實(shí)驗(yàn)

某型號(hào)飛機(jī)飛行過(guò)程中，在飛機(jī)尾部架設(shè)多個(gè)相機(jī)，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，測(cè)量機(jī)翼變形。由于機(jī)翼尾部會(huì)振動(dòng)，在飛機(jī)背部粘貼不動(dòng)點(diǎn)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)相機(jī)振動(dòng)。

某型號(hào)隱形飛機(jī)飛行投彈過(guò)程中，XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量彈體的運(yùn)行軌跡、自轉(zhuǎn)加速度，并對(duì)彈倉(cāng)倉(cāng)門在開啟、關(guān)閉時(shí)的變形進(jìn)行測(cè)量。