袁 媛 孙增玉 王 杏 高 越 刘 柯

(北京航天计量测试技术研究所，北京 100076)

1 引 言

在航空航天飞行器研制领域，通过风洞模型试验研究飞行器性能，降低飞行器研制风险和成本。在雷诺数模拟能力相同的情况下，相比于常规风洞，低温风洞显著降低了风洞尺寸及对洞体结构的强度要求，风洞造价也随之降低，所需动压、驱动功率、峰值功率和总能消耗降低。由于低温风洞运行环境复杂性，相关实验研究仍处于探索阶段，风洞天平是测量风洞中气流作用在模型上的气动力和力矩的测量设备，可以实现气动力和力矩沿三个坐标系分解并精确测量。但风洞天平的测量精度受低温风洞内运行温度及运行环境的影响较大，诸如低温下传感器材料的特性变化、低温下应变片零点及工作灵敏度的温度补偿难以得到有效控制等。因此急需针对超低温高速风洞的特殊试验环境，研究飞行器应力的高精度测量技术，以非接触测量的方式解决超低温风洞下模型状态测量，为飞行器试验提供必要检测手段[1,2]。

与二维数字图像相关不同，三维数字图像相关法可以实现被测模型的全场高效三维形貌和变形测量，且不需要二维数字图像相关法中对于测量相机的光轴与被测模型表面相垂直和被测模型主要为面内形变等条件约束，其主要优点有非接触高效光学精密测量、大量程动态实时测量、高精度多参数同步测量，整个测量光路简单且适合于特殊运行环境下的应力测量。……