日前，哈爾濱工程大學信息與通信工程學院“慧眼識振”學生團隊針對風洞振動測量自主研發(fā)的風洞模型振動視覺測量系統(tǒng)，通過了中國航空工業(yè)集團氣動院的現(xiàn)場測試。這意味著該系統(tǒng)能夠為風洞模型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。

為確保飛機的設計符合實際飛行要求，飛機在設計初期要進行飛機模型的風洞試驗。但由于風洞高速氣流的作用，飛機模型會出現(xiàn)強烈振動，導致試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，因此通過一定的測試手段解析振動信息尤為重要。

傳統(tǒng)的振動測量方法是在飛機模型的機翼、機身、尾翼等多個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負載，影響飛機振動測量的精度。“在飛機模型上安裝傳感器時，試驗風洞就要同步停機一天，其帶來的經(jīng)濟損失可達20到30萬元。”團隊負責人黨萌萌說，“視覺測量相比于傳統(tǒng)的傳感器振動測量方法，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)省經(jīng)濟成本”。

風洞模型振動視覺測量系統(tǒng)采用機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，可避免飛機負載帶來的數(shù)據(jù)不準確性?！罢Ｒ幌卵劬Φ墓し颍w機模型就能振動400下，但我們的系統(tǒng)可以輕松捕獲并完成測量?！眻F隊負責人黨萌萌表示，“團隊研發(fā)的系統(tǒng)不僅可以準確分析出飛機模型整體的振動形態(tài)，還可以根據(jù)需求分析出機身、機翼、尾翼不同部位的不同振動頻率，滿足飛機設計人員調(diào)取不同位置的振動數(shù)據(jù)。”

“慧眼識振”學生團隊共包括4名博士生、6名碩士生，在指導教師單明廣的帶領下，自2019年開始開展振動測量研究，其研究成果曾先后被北京玻璃鋼研究院等單位應用。今年6月，面向中國國際大學生創(chuàng)新大賽中“風洞模型振動模態(tài)視覺測量”的產(chǎn)業(yè)命題，團隊開啟了“揭榜應戰(zhàn)”之路。團隊先后6次赴中國航空工業(yè)集團氣動院開展實地調(diào)研，了解行業(yè)痛點和技術難點，克服了飛機模型在風洞試驗中高風速、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)可以推動視覺測量技術在航空工業(yè)及相關領域的普及和應用，為行業(yè)提供更智能、更高效、更全面的解決方案。”黨萌萌表示。

（哈爾濱工程大學供圖）