直升機(jī)旋翼，為直升機(jī)的飛行提供所需的升力和推進(jìn)力。旋翼槳葉的動力學(xué)特性直接影響到直升機(jī)的性能。

大尺寸旋翼槳葉在高速旋轉(zhuǎn)過程中承受著巨大的氣動、振動載荷，將產(chǎn)生更大的彈性形變。在研發(fā)過程中亟需精準(zhǔn)的理論計(jì)算模型，這便對大尺寸旋翼槳葉運(yùn)動參數(shù)測量提出了更加迫切的需求。

采用DIC光學(xué)位移測量系統(tǒng)，基于數(shù)字圖像相關(guān)法DIC，對旋翼運(yùn)動參數(shù)的測量和分析，實(shí)時(shí)測量槳葉揮舞、擺振等運(yùn)動參數(shù)，可以為大尺寸直升機(jī)旋翼系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)位移測量系統(tǒng)，用于對旋翼槳葉運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行測量，該方法技術(shù)成熟、試驗(yàn)設(shè)備簡單、成本低，并解決了大尺寸機(jī)翼標(biāo)定的難題，在獲得大尺寸槳葉的三維坐標(biāo)信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)旋翼槳葉各運(yùn)動參數(shù)定義實(shí)現(xiàn)各運(yùn)動參數(shù)的求解。

1、dic位移軌跡測量目的

在1:1直升機(jī)旋翼塔上進(jìn)行試驗(yàn)，采用新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)位移測量系統(tǒng)，搭配高速攝像機(jī)采集旋翼運(yùn)動過程圖像，測量旋翼槳葉在運(yùn)動過程中的變形情況，及揮舞角、擺振角、扭轉(zhuǎn)角等運(yùn)動參數(shù)的解算。

數(shù)字圖像相關(guān)法DIC測量飛行旋翼運(yùn)動參數(shù)模型

2、光學(xué)位移測量DIC方案

在槳葉表面粘貼標(biāo)志點(diǎn)，將新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)位移測量系統(tǒng)-測量頭、高亮光源及光電傳感器放置于旋翼塔頂部，XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)測量頭采集槳葉旋轉(zhuǎn)過程中的圖像信息，高亮光源負(fù)責(zé)高速下的補(bǔ)光，傳感器用于觸發(fā)相機(jī)采集數(shù)據(jù)。

圖：機(jī)翼-dic位移軌跡測量實(shí)驗(yàn)示意圖

3、dic位移軌跡測量檢測流程

槳葉表面粘貼標(biāo)志點(diǎn)。

在旋翼塔頂部架設(shè)測量頭、光源及傳感器。

槳葉轉(zhuǎn)動，傳感器觸發(fā)相機(jī)采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)計(jì)算，分析揮舞角、擺振角、扭轉(zhuǎn)角等運(yùn)動參數(shù)。

4、dic位移軌跡測量數(shù)據(jù)分析

新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)位移測量系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)分析，下圖為槳葉在某種工況下的位移圖，通過對位移值、坐標(biāo)值的分析，進(jìn)而解算出揮舞角、擺振角、扭轉(zhuǎn)角的變化趨勢，為槳葉的驗(yàn)證、設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

數(shù)字圖像相關(guān)方法DIC測量位移值

數(shù)字圖像相關(guān)方法DIC測量位移值

機(jī)翼旋轉(zhuǎn)過程某運(yùn)動參數(shù)