診斷飛機(jī)振動 只需“望”10分鐘｜哈工程學(xué)生團(tuán)隊研發(fā)風(fēng)洞模型振動視覺測量系統(tǒng)

團(tuán)隊成員查看飛機(jī)模型細(xì)節(jié)。

飛機(jī)在設(shè)計初期都要進(jìn)行飛機(jī)模型風(fēng)洞試驗，由于風(fēng)洞高速氣流的作用，飛機(jī)模型會出現(xiàn)強(qiáng)烈振動，導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。哈爾濱工程大學(xué)信通學(xué)院“慧眼識振”學(xué)生團(tuán)隊自主研發(fā)的風(fēng)洞模型振動視覺測量系統(tǒng)通過中國航空工業(yè)集團(tuán)氣動院現(xiàn)場測試，能夠為風(fēng)洞模型流致振動測量提供更可靠、快速的數(shù)值及視覺全要素信息支撐。

傳統(tǒng)的振動測量方法是在飛機(jī)模型的機(jī)翼、機(jī)身、尾翼等部位安裝傳感器收集振動數(shù)據(jù)。這種方法安裝耗時、布線困難，同時傳感器的自身重量會加重飛機(jī)負(fù)載，影響飛機(jī)振動測量的精度。“在飛機(jī)模型上安裝傳感器時，試驗風(fēng)洞就要同步停機(jī)一天時間，其帶來的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)20萬元至30萬元。”團(tuán)隊負(fù)責(zé)人黨萌萌說，“視覺測量相比于傳統(tǒng)的傳感器振動測量可以將安裝測試時間從數(shù)小時縮短至10分鐘，為企業(yè)節(jié)省巨大的經(jīng)濟(jì)成本。”

風(fēng)洞模型振動視覺測量系統(tǒng)采用機(jī)器視覺捕獲方式收集振動數(shù)據(jù)，這種無接觸的數(shù)據(jù)收集方式，可避免飛機(jī)負(fù)載帶來的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確性。“眨一下眼睛的工夫，飛機(jī)模型就能振動400多下，但我們的系統(tǒng)可以輕松捕獲并完成測量?！秉h萌萌表示，“團(tuán)隊研發(fā)的系統(tǒng)不僅可以準(zhǔn)確分析出飛機(jī)模型整體的振動形態(tài)，還可以根據(jù)需求分析出機(jī)身、機(jī)翼、尾翼不同部位的不同振動頻率，滿足飛機(jī)設(shè)計人員調(diào)取不同位置振動數(shù)據(jù)的需求?！?/p>

“慧眼識振”學(xué)生團(tuán)隊共包括4名博士生、6名碩士生，在指導(dǎo)教師單明廣的帶領(lǐng)下，自2019年開展振動測量研究，其研究成果曾先后被北京玻璃鋼研究院等單位應(yīng)用。2024年6月，圍繞中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽中“風(fēng)洞模型振動模態(tài)視覺測量”的產(chǎn)業(yè)命題，團(tuán)隊開啟了“揭榜應(yīng)戰(zhàn)”之路。團(tuán)隊先后6次赴中國航空工業(yè)集團(tuán)氣動院開展實地調(diào)研，了解行業(yè)痛點和技術(shù)難點，克服了飛機(jī)模型在風(fēng)洞試驗中高風(fēng)速、高振動頻率以及環(huán)境光照不均的影響，成功研發(fā)出風(fēng)洞模型振動視覺測量系統(tǒng)。

“振動模態(tài)視頻測量與分析系統(tǒng)將推動視覺測量技術(shù)在航空工業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的普及和應(yīng)用，為行業(yè)提供更智能、更高效、更全面的解決方案?！秉h萌萌表示，“團(tuán)隊將立足產(chǎn)業(yè)所需，推動視覺振動測量技術(shù)迭代創(chuàng)新，協(xié)同解決企業(yè)發(fā)展中所面臨的技術(shù)、管理等現(xiàn)實問題，為開展高端檢測設(shè)備的研發(fā)貢獻(xiàn)哈工程力量。

劉濤 哈爾濱日報記者 王越