慕尼黑学术滑翔俱乐部依托奇石乐测量技术开展滑翔机机翼破坏性测试

尽管如今商业动力飞行风头无两，但在 “航空先驱（Otto Lilienthal）之乡” 德国，滑翔运动的悠久传统从未中断。这在一定程度上得益于遍布全国的 “Akafliegs”（德语 “akademische Segelflugvereine” 的缩写，即 “学术滑翔俱乐部”），它们为学生和青年工程师提供了独特的实践平台。在这里，他们不仅能在空气动力学、飞机设计、航空器维护等多个领域积累极其宝贵的实操经验，还能以优惠价格考取滑翔机飞行执照、参与竞赛，甚至挑战特技飞行。

作为历史悠久且项目雄心勃勃的组织，慕尼黑学术滑翔俱乐部成立于 1924 年（时值《凡尔赛条约》禁止德国发展动力飞行），现有约 40 名成员（学生及校友）。从位于慕尼黑以南 20 公里科尼格斯多夫（Königsdorf）的机场出发，他们执飞环绕巴伐利亚首府的单程或往返航班，亦会飞向邻近的阿尔卑斯山区 —— 那里堪称飞行胜地。此外，俱乐部还与慕尼黑工业大学及其他高校的建筑公司合作，重点依托加兴（Garching）的产品开发与轻量化设计实验室（LPL）开展工作。该俱乐部打造的众多航空器已成为行业标杆，至今仍在服役，例如 2000 年的 Mü-30 “Schlacro” 动力拖曳机 / 特技飞机，以及 1983 年首飞的 Mü-28（史上最快滑翔机之一，最高允许速度 380 公里 / 小时）。

特殊滑翔机的关键考验

自 2018 年加入俱乐部的 Joscha Löwe 已是 “资深成员”。他原本攻读机械工程，后转修医学，但仍抽时间参与 Mü-32“Reißmeister” 项目，甚至多次主导相关工作 —— 奇石乐亦深度参与其中：“我们希望通过 Mü-32 打造一款超越 Mü-28 的特技滑翔机，重点提升失速性能、增强碰撞安全性，并安装自动平面襟翼 —— 所有这些都需在高达 10g 的过载和 320 公里 / 小时的高速条件下实现！” 为通过德国联邦航空局认证，团队必须攻克关键难关，证明航空器能承受数倍于预期的载荷，这意味着需进行机翼破坏性测试：对精密碳纤维机翼在 54°C 规定温度下实施可控加载。

定制化测量技术赋能破坏性测试

除了经过大量手工精细打造的机翼本身，在加兴 LPL 实验室进行并通过 YouTube 直播的破坏性测试，还需要配套的载荷悬挂装置及适配的测量技术。正在攻读天体物理学硕士学位、即将完成滑翔机飞行员执照的 Clemens Lippmann 补充道：“除高速摄像机外，我们还使用了奇石乐的力传感器（Force Link）、35 个应变片传感器、绳索位移传感器及温度传感器。所有传感器均接入奇石乐提供的 KiDAQ 数据采集系统 —— 这是专门为我们的测试定制的解决方案。” 安装于载荷悬挂系统顶端（钢梁与起重机连接点之间）的 9377D 型三轴预载压电式力传感器，灵敏度极高，测量范围达 150 千牛，与 KiDAQ 系统相连。得益于该数据采集系统的模块化设计，无论传感器品牌如何，均可接入 KiDAQ，并通过精确时间协议（PTP）实现自动同步。

慕尼黑学术滑翔俱乐部于 2021 年通过奇石乐碰撞测试合作伙伴 —— 明斯特 CTS 碰撞测试服务公司（CTS crashtest-service）首次接触奇石乐。当时，俱乐部正致力于为滑翔机（尤其是未来的 Mü-32）开发创新型碰撞驾驶舱（“CraCpit” 研究项目），最终碰撞测试中使用了配备奇石乐测量技术的假人及 KiDAQ 数据采集系统。测试期间，Lippmann 与汉诺威学术滑翔俱乐部的同事了解到 jBEAM 软件 —— 该软件极大简化了测试数据评估：“jBEAM 恰好满足我们的需求，还帮我们省去了大量繁琐的 Python 编程工作。” 他继续道，“另一个无价帮助是来自 Martin Schlierf 和 Wolfgang Ziehers的现场支持，他们在测量技术和校准方面提供了关键帮助，堪称满分服务。” 

测试失利：机翼为何过早断裂？

经过一年多的筹备，2024 年 4 月 18 日终于迎来关键时刻：在互联网直播镜头前，在众多工程师、高校师生及俱乐部校友的关注下，破坏性测试本应顺利进行。机翼被加热至 54°C 后逐步加载，然而仅数秒后便不幸断裂 —— 远未达到目标载荷（仅 1.61 倍，需达到 2 倍）。“至今我们仍未完全确定原因，”Löwe 表示，“没有单一因素可被判定为直接原因。最可能的解释是测试装置不足，需增加载荷剪切装置以合理分配力，或优化弯曲轴线。我们仍在使用奇石乐 jBEAM 数据分析软件全面分析所有传感器和摄像机数据，该软件在数据导入导出及评估方面功能极其强大且实用。

奇石乐测量技术助力下一阶段测试

一旦确定原因并制定替代方案，慕尼黑学术滑翔俱乐部的活跃成员将重启测试流程。毕竟，若未通过机翼破坏性测试，认证便无法获批，Mü-32 特技滑翔机也将无法问世。目前，规划阶段预计持续至 2028 年甚至 2030 年 —— 首次测试失败让团队回到起点，同时还需应对活跃人员的频繁变动。

团队计划在第二次破坏性测试中引入更多测量技术，例如额外的奇石乐力传感器、机翼上更多的应变片传感器，甚至可能采用光学测量系统以精确追踪机翼变形。Joscha Löwe 总结道：“奇石乐的测量技术已充分证明其价值，未来我们必定会继续使用 —— 必要时还会为 Mü-32 飞行测试增加传感器技术，尽管前路漫长。”