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使用激光加热对四旋翼无人机桨叶进行红外热成像和差分红外热成像检测

DOI：10.3390/proceedings2019027031 期刊：Proceedings 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 开发了一种通过主动红外热成像检测壁面流动拓扑结构的测量方法。研究采用大功率红外激光加热旋翼叶片表面，在典型的悬停和前飞状态下对四旋翼无人机旋翼叶片进行了分析。与传统热源相比，该方法能显著增大热源与测量对象之间的距离。所得图像具有高信噪比且模糊度较低。在稳态流动条件下，可可靠检测壁面流动拓扑结构，其结果与油膜干涉测量数据高度吻合。通过前飞状态下的风洞实验发现，转捩位置存在非定常偏移现象。
作者： Raffael Thiessen，Erich Schülein
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为了展示采用激光加热热成像测量法检测快速旋转四旋翼无人机转子流场拓扑结构的适用性，并揭示该技术的局限性。

研究成果

使用高功率红外激光进行红外热成像测量，能够可靠地检测高转速下的稳态流动拓扑结构，并获得高质量图像。差分红外热成像（DIT）结果表明，可以检测到流动拓扑结构中的一些非稳态变化，但需要进一步研究以提高在整个叶片范围内对非稳态现象的检测能力。

研究不足

最小脉冲持续时间受限于激光器的电源。使用较长的激光脉冲时，转子轮毂的热负荷较高，从而限制了可实现的热通量密度。在给定热输入条件下，实现的温差不足以让红外相机在前进飞行状态下检测到整个桨叶范围。

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