诊断飞机振动只需“望”10分钟

哈尔滨工程大学信息与通信工程学院“慧眼识振”学生团队针对风洞振动测量自主研发的风洞模型振动视觉测量系统，日前通过了中国航空工业集团气动院的现场测试，该系统能为风洞模型振动测量提供更可靠、快速的数值及视觉全要素信息支撑。

团队成员采用视觉识别方法收集振动数据。哈尔滨工程大学供图

团队成员在做风洞模型振动测量的准备工作。哈尔滨工程大学供图

为确保飞机的设计符合实际飞行要求，诸如C919大型客机、ARJ21支线客机等大国重器在设计初期要进行飞机模型的风洞试验。但由于风洞高速气流的作用，飞机模型会出现强烈振动，导致试验数据出现误差，进而通过一定的测试手段解析振动信息尤为重要。

传统的振动测量方法是在飞机模型的机翼、机身、尾翼等多个部位安装传感器收集振动数据。这种方法安装耗时、布线困难，同时传感器的自身重量会加重飞机负载，影响飞机振动测量的精度。“在飞机模型上安装传感器时，试验风洞就要同步停机一天时间，其带来的经济损失可达20到30万元。”团队负责人党萌萌说，“视觉测量相比于传统的传感器振动测量方法，可以将安装测试时间从数小时缩短至10分钟，为企业节省巨大的经济成本。”

风洞模型振动视觉测量系统则采用机器视觉捕获方式收集振动数据。这种无接触的数据收集方式，可避免飞机负载带来的数据不准确性。“眨一下眼睛的功夫，飞机模型就能振动400下，但我们的系统可以轻松捕获并完成测量。”团队负责人党萌萌表示，“团队研发的系统不仅可以准确分析出飞机模型整体的振动形态，还可以根据需求分析出机身、机翼、尾翼不同部位的不同振动频率，满足飞机设计人员调取不同位置的振动数据。”

“慧眼识振”学生团队共包括4名博士生、6名硕士生，在指导教师单明广的带领下，自2019年开始开展振动测量研究，其研究成果先后被北京玻璃钢研究院等单位应用。2024年6月，面向中国国际大学生创新大赛中“风洞模型振动模态视觉测量”的产业命题，团队开启了“揭榜应战”之路。团队先后6次赴中国航空工业集团气动院开展实地调研，了解行业痛点和技术难点，克服了飞机模型在风洞试验中高风速、高振动频率以及环境光照不均的影响，成功研发出风洞模型振动视觉测量系统。