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貝塔技術公司借助 MicroStrain 傳感器進行 eVTOL 開發

文章出處:解決方案 責任編輯:开云体育网页登录 發表時間:2023-12-28 11:32:58

      隨著我們(men) 改進信息收集、分析和實施到各種應用程序中的方式,技術也在不斷發展。例如,垂直起降飛機(-VTOL)可以垂直起飛、懸停和著陸。設計新型 VTOL 飛機(例如足以承載乘客的全電動 eVTOL)需要在各種環境中收集大量數據並進行精確測量。傳(chuan) 感器對於(yu) 捕獲這些關(guan) 鍵測量值至關(guan) 重要,對於(yu) 一家正在開發可以挽救生命的 eVTOL 的公司來說,MicroStrain 無線傳(chuan) 感器網絡有助於(yu) 實現這一目的。


      Beta Technologies 製造的 eVTOL 原型機旨在為(wei) 關(guan) 鍵移植手術輸送人體(ti) 器官。 Beta Technologies 是一家位於(yu) 佛蒙特州伯靈頓的創新型初創公司,是 eVTOL 技術開發的領先者之一。


      為(wei) 了構建成功的原型,Beta 正在尋找一種可以監控多種條件的傳(chuan) 感器係統:溫度、振動和應變。這是組件台架測試以及飛行中分析所必需的。此外,為(wei) 了準確監控俯仰、橫滾、角速率、位置和速度測量,需要慣性測量單元。 Parker Lord MicroStrain® 傳(chuan) 感器在直升機、固定翼和無人機的飛行測試中擁有良好的工作記錄,使其非常適合 Beta 的資格測試。

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      原型設計

      Beta 的原型設計預計一次充電可攜帶這架重 4,000 磅的飛機行駛 150 英裏。它旨在進行試驗並盡可能輕,同時存儲(chu) 和轉換能量。它是用 35 英尺建造的。翼展和八個(ge) 用於(yu) 起飛和著陸的 75kW 電機。為(wei) 了實現飛行,四個(ge) 反向旋轉螺旋槳在升力和垂直起飛期間由電機旋轉。當達到適當的高度時,螺旋槳傾(qing) 斜,飛機轉換為(wei) 傳(chuan) 統的飛行模式。


      所有這些運動均由兩(liang) 個(ge) 124 kWh 鋰離子電池組提供動力。該原型機在 180 多次 FAA 批準的測試飛行中達到了 72 節的最高速度和 100 英尺的高度。


      為(wei) 了應對監測該原型上的數據的挑戰,整個(ge) 原型中都使用了 MicroStrain 的傳(chuan) 感器。采用的關(guan) 鍵傳(chuan) 感器包括: G-Link-200,堅固耐用的 IP-67 無線加速度計; V-Link-200,8通道模擬輸入節點; TC-Link-200,12通道無線熱電偶節點; WSDA-2000無線網關(guan) ; 3DM-GX5,一款輕量級、高度複雜的 GNSS/INS 輔助 AHRS

G-Link-200 堅固耐用的 IP-67 無線加速度計

      飛行控製

      為(wei) 了監控原型機的飛行控製和飛行特性,MicroStrain 提供了三個(ge) GX5-25 慣性傳(chuan) 感器來獲取俯仰、滾轉和角速率值。使用三個(ge) 傳(chuan) 感器為(wei) 飛行控製回路提供了必要的冗餘(yu) 。傳(chuan) 感器數據被輸入飛行計算機,然後飛行計算機控製八個(ge) 螺旋槳發動機。僅(jin) 在懸停模式下進行監控。慣性傳(chuan) 感器的這些輸出和其他輸出(例如位置和速度)也記錄在 SD 卡和車載計算機上。飛機的黑匣子飛行指標也被記錄下來。


      試驗台監控

      MicroStrain 的傳(chuan) 感器還用於(yu) 測量試驗台上的螺旋槳推力、振動、應變和負載特性。為(wei) 了實現這一目標,將一個(ge) 稱重傳(chuan) 感器連接到螺旋槳支架底座上,以測量一係列螺旋槳速度下的向上升力載荷,並將兩(liang) 個(ge) 加速度計連接到螺旋槳支架上以測量振動。這使得 Beta 能夠了解使用不同螺旋槳設計的不同速度下的螺旋槳平衡特性。


      為(wei) 了測量轉數,使用了轉速計。這也使得他們(men) 能夠利用振動傳(chuan) 感器生成同步 FFT 圖,因為(wei) 加速度計信號隨後可以與(yu) 螺旋槳葉片的相位相關(guan) 聯。


      為(wei) 了幫助 Beta 在高達 1200 RPM 的速度和 10k - 20k lbs 的負載下測量離心載荷和彎曲產(chan) 生的應變,在螺旋槳葉片的頂部和底部表麵安裝了 10 個(ge) 或更多應變計。 MicroStrain 的 V-Link-200 用於(yu) 以高采樣率的同步采樣模式進行測量。

23.

      機身結構靜載測試

      為(wei) 了測試機身上的靜載荷,在機身結構上安裝了應變儀(yi) 。液壓泵引用在線稱重傳(chuan) 感器來加載結構的關(guan) 鍵點。使用 MicroStrain 的 V-Link-200 以低采樣率測量應變計和稱重傳(chuan) 感器。


      原電池溫度

      在Beta原型機的設計中,總共重1500磅。圓柱形鋰離子電池在整個(ge) 飛機上排列在六個(ge) 不同的電池組中。監控鋰離子電池非常重要,因為(wei) 熱失控的風險可能在 70°C 左右引起火災。 Beta 通過將溫度探針插入電池組組件來監測電池溫度。這是在大約 500 kW 的峰值持續懸停功率期間完成的。為(wei) 了實時監控和傳(chuan) 輸傳(chuan) 感器數據,采用了兩(liang) 個(ge) MicroStrain TC-Link-200 節點


      懸停電機振動測試

為(wei) 了監測空氣動力引起的振動以及檢測諧振頻率,以高采樣率使用了 MicroStrain 的 G-Link-200 無線加速度計。


      結果

      Parker Lord 的 MicroStrain 傳(chuan) 感器組合為(wei) Beta 原型機提供了關(guan) 鍵的測試和測量設計數據。許多元素被證明是充分監控飛機的挑戰,包括附近的其他高功率射頻設備,並且難以監控旋轉部件等位置。盡管如此,MicroStrain 的傳(chuan) 感器可以提供 Beta 繼續改進原型所需的反饋。


 

      相關產品

      • G-Link-200

      • V-Link-200

      • TC-Link-200

      • WSDA-2000無線網關(guan)

      • 3DMGX5-25


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