挑战10g过载、320公里时速:Mü-32的严苛认证之路
2018年加入俱乐部的资深成员Joscha Löwe介绍了Mü-32的宏伟目标:“我们希望打造一款超越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,机翼必须经受破坏性测试:在54°C规定温度下,对精密碳纤维机翼实施可控加载,验证其能否承受数倍于预期载荷的极限压力。
定制化测量方案:奇石乐KiDAQ系统与9377D力传感器担当测试“数据中枢”
测试在加兴LPL实验室进行。除复杂的载荷悬挂装置外,测量系统的精度与可靠性直接影响测试结果。正在攻读天体物理学硕士、即将完成滑翔机飞行员执照的Clemens Lippmann介绍了奇石乐的定制化方案:“除高速摄像机外,我们还使用了奇石乐的力传感器、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KiDAQ数据采集系统——这是专门为我们的测试定制的解决方案。”
其中,奇石乐9377D型三轴预载压电式力传感器安装于载荷悬挂系统顶端(钢梁与起重机连接点之间),灵敏度极高,测量范围达150kN,可动态高精度测量机翼承受的载荷。KiDAQ数据采集系统的模块化设计更是一大亮点——系统根据测试需求进行最优配置后,可轻松接入各种类型或品牌的传感器信号,并通过精确时间协议(PTP)实现所有模拟量信号的自动同步,极大简化了多传感器测试的部署难度。
值得一提的是,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碰撞测试服务公司首次接触奇石乐。此前在为滑翔机开发创新型碰撞驾驶舱的CraCpit项目中,团队已使用奇石乐公司的假人技术及KiDAQ系统完成最终碰撞测试。正是在那次合作中,团队接触到了jBEAM测量数据分析软件,该软件大幅简化了测试数据评估流程。
Lippmann回忆道:“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。另一个无价的服务,是奇石乐在现场提供的支持,他们在测量技术和校准方面提供了很大帮助。“
测试结果与归因分析:数据为镜,指引下一阶段方向
2024年4月18日,经过一年多的筹备,破坏性测试在线上同步直播。机翼被加热至54°C后,再逐级加载至更大的载荷——直至经过数秒后被测件断裂,但此测试过程中,最大测试载荷远未达到最大设计载荷(最大测试载荷仅1.61倍,最大设计载荷需达到2倍)。Joscha Löwe坦言,“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。”
此外借助奇石乐jBEAM软件,团队还能对所有传感器信号与摄像机数据进行同步和全面分析。Löwe强调:“jBEAM在数据导入导出及数据后处理方面,功能极其强大且实用。”正是基于这套完整、可靠的数据测量系统,团队才得以将失败转化为可追溯、可归因的研究素材。
展望:第二版测试蓄势待发,奇石乐技术持续护航
测试规划阶段预计将持续至2028年甚至2030年。第二次测试中,团队计划引入更多奇石乐测量技术,例如增加力传感器、机翼上的应变传感器数量,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。”
从碰撞驾驶舱研发到机翼破坏性测试,奇石乐的测量技术始终在Akaflieg München最具挑战性的项目中扮演“数据之眼”的角色。即使一次测试未达预期,精准的数据依然为下一次突破铺平了道路——这正是测量技术之于创新的真正意义。