Integrated modular measurement system for in-flight tests

• Autorzy: Kopecki G. , Rzucidło P.

Warianty tytułu

PL

Zintegrowany modułowy system pomiarowy dla badań w locie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

During the development of the aircraft structure, test flights are indispensible. In some experiments additional sensors are mounted, which often leads to certain technical problem. In particular, changes of the structure are necessary and additional costs are generated. Therefore, advanced measurement methods enabling an analysis of several parameters without adding special sensors are developed. One of the projects focused on problems of measurement during the flight is the AIM2 project in the frames of FP7. During research mobile optical measurement systems and application rules are developed As described in references [1, 2], the AIM project – Advanced In-flight Measurement Techniques – focused on the application of modern optical measurement techniques in industrial wind tunnels for the purpose of flight testing. Possibilities to measure wing and rotor deformation, surface pressure distribution, heat distribution and flow velocity fields in a non-intrusive way and with a minimal sensor setup were presented in the AIM project. Also, the most important challenges connected with industrial implementation of methods demonstrated in the AIM project were taken into consideration. The research is being continued in AIM² project. AIM2 aims at the development of measurement methods for easy and typical applications to inflight testing with industrial requirements. In order to test the optical measurement methods, additional flight data are required. The data required are angular rates in the body frame, Euler angles, accelerations, IAS, TAS, altitude. This article describes a system which is used in the project for additional data measurements. The whole system will be mounted on the board of the PW-6 glider.

PL

Podczas prac projektowo-rozwojowych powiązanych z projektowaniem konstrukcji lotniczych, niezbędne jest wykonanie prób w locie. Niektóre testy wymagają montażu dodatkowych czujników, co często jest powodem różnego typu problemów technicznych. Często w takich sytuacjach niezbędne są zmiany w strukturze konstrukcji, co generuje dodatkowe koszty. Dlatego rozwijane są metody umożliwiające analizę różnego typu parametrów, które nie wymagają montażu dodatkowych sensorów. Jednym z projektów, który koncentruje się na problematyce pomiarów podczas prób w locie jest projekt AIM2, realizowany w ramach 7 Programu Ramowego Unii Europejskiej. Podczas badań, rozwijane są mobilne optyczne systemy pomiarowe oraz ich aplikacje. Jak opisuje bibliografia [1, 2], projekt AIM - Advanced In-flight Measurement Techniques koncentrował się na zastosowaniu w badaniach w locie współczesnych technik pomiarowych, które są stosowane podczas badań w tunelach aerodynamicznych. W projekcie AIM, przy minimalnym zestawie czujników oraz bez ingerencji w strukturę konstrukcji, zostały zaprezentowane możliwości pomiaru deformacji skrzydła oraz wirnika, rozkładu ciśnień na powierzchni, rozkładu ciepła oraz prędkości przepływu. W ramach projektu AIM przeanalizowano również najważniejsze wyzwania związane z implementacją przemysłową demonstrowanych metod. Badania są kontynuowane w ramach projektu AIM². Projekt ten ma na celu rozwój metod pomiarowych w celu ułatwienia ich stosowania podczas badań w locie, zgodnie z wymaganiami przemysłowymi. W celu testów metod optycznych, wymagane są dodatkowe dane pomiarowe: prędkości kątowe w układzie współrzędnych związanym z samolotem, kąty Eulera, przyspieszenia, prędkości lotu IAS oraz TAS, wysokość. Niniejszy artykuł opisuje system, który użyty został w projekcie dla celów pomiaru dodatkowych danych. System jest wykorzystywany podczas prób na pokładzie szybowca PW-6.

Słowa kluczowe

EN

data acquisition; monitoring; flight test

PL

akwizycja danych; monitorowanie; próby w locie

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 15, No. 1
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Kopecki G.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Awioniki i Sterowania, 35-959 Rzeszów, al. Powstańców Warszawy 12

autor

Rzucidło P.

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Katedra Awioniki i Sterowania, 35-959 Rzeszów, al. Powstańców Warszawy 12

Bibliografia

• [1] Advanced in-flight testing for better aircraft design, Research.eu, Results Magazine, No 20, March 2013.
• [2] AIM 2 official website, http://aim2.dlr.de, (23.06.2013).
• [3] Datasheet: Freescale Semiconductor MPX5010 Rev 12, 09/2009.
• [4] Datasheet: L3G4200D MEMS motion sensor: ultra-stable three-axis digital output gyroscope.
• [5] Datasheet: LSM303DLHC Ultra compact high performance e-compass 3D accelerometer and 3D magnetometer module.
• [6] Gosiewski Z., Kulesza Z. [red], Mechatronic Systems and Materials IV, Kopecki G., Tomczyk A., Rzucidło P., Algorithms of Measurement System for a Micro UAV, Solid State Phenomena, Vol. 198, Trans Tech Publications Inc., Zurich 2013, pp. 165-170.
• [7] Gosiewski Z., Kulesza Z. [red], Mechatronic Systems and Materials IV, Rzucidło P., Unmanned Air Vehicle Research Simulator - Prototyping and Testing of Control and Navigation Systems, Solid State Phenomena, Vol. 198, Trans Tech Publications Inc., Zurich 2013, pp. 266-274.
• [8] Gosiewski Z., Ortyl A.: Algorytmy inercjalnego bezkardanowego systemu orientacji i położenia obiektu o ruchu przestrzennym. Series: „Biblioteka Naukowa Instytutu Lotnictwa”, Warszawa 1999.
• [9] Grzybowski P., Rzucidło P., System for testing and simulation of Unmanned Aerial Vehicle and its components, Canada's Premier Unmanned Vehicles Systems Conference, November 6th-9th, Ottawa, Ontario, 2012.
• [10] Kopecki G., Rogalski T.: Aircraft Attitude Calculation With the Use of Aerodynamic Flight Data as Correction Signals, AESCTE2979, Aerospace Science and Technology 32 (2014), pp. 267-273 DOI: 10.1016/j.ast.2013.10.009.
• [11] Kopecki G., Rzucidło P.: Problems of Monitoring in the Fly-by-Wire System for Small Aircraft, Chapter DOI: 10.2514/6.2006-6340 Publication Date: 21 August 2006 – 24 August 2006.
• [12] Michael Stock, Flight Systems: CAN Aerospace: Interface specification for airborne CAN applications, V 1.7, http://www.stockflightsystems.com/canaerospa ce.html
• [13] Mystkowski A., Robust Optimal Control of MAV Based on Linear-Time Varying Decoupled Model Dynamics, Mechatronic Systems and Materials, IV Book Series: Solid State Phenomena Volume: 198 Pages: 571-576.
• [14] Paces P., Sipos M., Reinstein M., et al., Sensors of air data computers - usability and environmental effects, International Conference on Military Technologies, Brno, May 05-06, 2009.
• [15] Szpunar R., Rzucidło P., Koncepcja wykorzystania aktywnej sieci geodezyjnej ASGEUPOS w układzie sterowania i nawigacji latającej platformy bezzałogowej, Przegląd Elektrotechniczny, R. 88 NR 12a/2012, SIGMA-NOT, Warszawa 2012, str. 154-158.