红外热像仪监测1.4马赫的大型跨音速风洞——帮助提高飞机研究协会的飞机性能

一家总部位于英国的空气动力学研究机构——飞机研究协会(ARA),致力于为世界主要商用飞机和国防制造商提供创新项目。它最近开始测试一种长期理论,随着各国迈向净零排放,该理论可能会使长途航班更有效率。

ARA在测试过程中使用FLIR红外热像仪证明了其理论的正确性,这项研究将对提高未来飞机设计的飞行效率产生直接影响。

使用热像仪可视化气流

ARA希望测试其混合层流控制理论,该理论提出,在飞机机翼前部创建多孔部分将控制气流的过渡点,以减少湍流的影响并提高燃料消耗。
ARA运营着一个大型跨音速风洞,本质上是一个高速风洞,速度高达1.4马赫(1000英里/小时),用于测试飞机模型。由于空气在如此高的速度下会产生湍流,气流的过渡点变化不到1℃,因此需要非常精确的热测量。
此前,它使用的是热膜测量仪,然而这些测量仪只能测量到温度下降,却看不见温度状况,而且它们是通过粘合会干扰机翼表面。幸好,FLIR高清红外热像仪使ARA能够在不影响空气动力学的情况下清晰观察气流的变化,它确保了在测试和识别过渡点时具有更高的准确性。

为了实现这项技术并进行测试,ARA需要一个集成合作伙伴。它选择了Teledyne FLIR的英国集成商合作伙伴Thermal Vision Research,后者将FLIR T1K热像仪借给ARA进行研究。
ARA已经在风洞中使用了两台FLIR A655SC红外热像仪来测试温度变化,当有机会使用更先进的热像仪来开发测试,以查看结果有何不同时,这似乎是更完美的选择。
ARA光学测量系统部的Neil Stokes说:“我们与Thermal Vision Research的Matthew Clavey的关系可以追溯到很久以前。我们一直在研究整个站点的热成像技术。我看过几家公司的演示,但很多都是基于经验和对特定分销商或供应商的信任。Matthew真的很乐于助人,所以他把热像仪借给我们尝试了一周。每当我们有问题时,他都会给出正确的技术答案”。

改进机翼设计以获得更好的空气动力学性能

在完成测试之前,ARA进行了试验,以确保将FLIR T1K热像仪安装在隧道中,可以远程控制。ARA团队需要在大约30米外控制热像仪,以便他们可以在计算机上实时检索图像,从而能够看到气流的变化。当隧道运行时,它会引起振动,可能导致热像仪失焦,因此能够实时查看图像意味着他们可以纠正任何类似的问题。使用FLIR T1K热像仪可在测试过程中提高精度,并提升识别过渡点的准确性。

使用 Teledyne FLIR T1K 热像仪可提高测试期间的准确性,并提高识别过渡点的准确性。 Teledyne FLIR A655 热像仪的灵敏度比 T1K 略高,但T1K并没有因为灵敏度的降低而损失任何东西——它只是获得了更高的分辨率,并为证明理论正确提供了更高的准确性。

T1K 热像仪采用 FLIR Vision Processing技术,结合了高清分辨率、MSX 和 UltraMax 图像增强功能,可生成高达 310 万像素的出色热图像。

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