基于红外反射的旋翼结冰探测方法的研究

论文摘要

直升机因活动于易结冰的中低空高度,且其旋翼运动速度较高,故而结冰形势较固定翼飞机更为严重,也更容易导致危险事故的发生。旋翼是直升机最易结冰的部件之一,且对直升机的安全影响最为严重,但目前国内针对直升机旋翼的结冰探测研究几乎是一片空白。本文旨在研究高效可行的旋翼结冰探测方法,从而达到实时判断旋翼结冰状况的目的。通过分析直升机旋翼的结构特点及结冰范围,并结合红外探测技术的基本原理,本文提出了基于红外反射的旋翼结冰探测方法。这种方法具有低成本、高探测率、不受大气环境影响、防电磁干扰等优点,非常适用于旋翼所处的恶劣工作环境。文中重点介绍了结冰探测器的光学系统设计、电路设计及试验情况。为实现远距离的结冰信号探测,克服背景光的干扰,探测器采用了单透镜加同轴光纤束的红外光学系统设计;并通过相关检测电路设计,有效了滤除了高速旋转中桨叶的挥舞、摆振、扭转(变距)等造成的各种噪声和干扰信号。另外分别在不同的模拟条件和结冰条件下进行了试验,获得了多组试验数据,并对各组试验结果进行了比较、分析。试验结果表明,本文提出的基于红外反射的结冰探测方法,能达到旋翼结冰探测的基本性能指标,具有较高的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景、目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的研究内容
• 2 旋翼红外结冰探测方法的研究
• 2.1 直升机旋翼结冰分析
• 2.2 红外探测技术
• 2.3 红外探测技术在旋翼结冰探测中的应用
• 2.4 本章小结
• 3 基于红外反射的旋翼结冰探测器设计
• 3.1 基本工作原理
• 3.2 红外光学系统设计
• 3.3 红外器件的选择
• 3.4 电路设计
• 3.5 本章小结
• 4 试验研究
• 4.1 试验装置的设计
• 4.2 试验装置调试及模拟材料测试
• 4.3 静态结冰试验研究
• 4.4 动态模拟试验研究
• 4.5 试验结果及分析
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献