2008年7月27~ 31日，经中国航空工业第一集团公司科技发展部、中国航空工业第二集团公司科技部批准，由航空工业测控技术发展中心、中国航空学会测试专业委员会和《测控技术》杂志社主办的“2008年航空试验测试技术峰会”在江西南昌召开。

    会议期间，《测控技术》杂志社、测控在线网站 (www.mct.com.cn)对南京航空航天大学航空宇航学院的博士生导师袁慎芳教授进行了有关“南航航空宇航的航空测试技术研究”的采访。

 

   记者：您在航空结构健康监测方面很早就开展了研究，请您介绍一下该技术在飞行器上目前的主要需求？

    袁慎芳：是的，我们南京航空航天大学航空科技智能材料结构重点实验室是国内较早从事结构健康监测研究的单位之一，我本人也一直从事这方面的研究工作。目前我国正在大力发展大型民用客机，民用飞机竞争的焦点在于飞机的经济性、安全性和舒适性。结构健康监测技术通过在飞机中集成健康监测系统，可以在线实时地监测结构的状态，可以有效的保证结构的安全性，同时监测的结果也可以指导飞机的维护、降低维护费用，延长飞机寿命。除了民机外，军机为了提高性能，也需要结构健康监测技术，比如大型运输机和战略轰炸机的需要宽大机身结构以及超大尺寸壁板、大开口等结构形式，其使用寿命也要求高达60000小时以上，日历寿命长达40年，这对飞机结构的可靠性和可维护性提出了新的挑战，可以采用结构健康监测技术加以解决。因此，结构健康监测技术在先进民机和军机的研制中都有重要的应用需求。

 

 

袁慎芳：南航在强度自诊断自适应智能复合材料结构、基于主动Lamb波的压电结构健康监测系统、基于光纤传感器的结构健康监测系统、智能夹层技术等方面取得了多项达国际先进水平，国内领先水的研究成果，其中包括国家发明三等奖1项，省部级科技进步奖6项；目前，我的研究小组同中国沈阳飞机研究所、中国飞机强度研究所合作在国内首次针对某型无人机机翼盒段试验件进行了压电－光纤综合结构健康监测系统的研制与功能验证。

我们研发的压电多通道结构健康监测扫查系统可以方便地对压电传感阵列进行多通道扫查，便于对大型航空航天结构、土木结构、机械结构实现实时在线的结构健康监测。该设备也是研究所或大学从事结构健康监测研究的很好的研究平台。该套集成系统有几大优点：1.该系统提供高效，稳定的通道切换，便于实现多激励-传感压电网络，对结构进行大范围的健康监测；2.系统集成有电荷放大器、功率放大器、数据采集系统、任意波形发生系统及计算机系统，集成度高，结构紧凑，使用方便；3.系统带有功能强大的集成化软件，可自动提取常见结构损伤特征，自动辨识；4. 带有操作方便，使用灵活的图形用户界面，可以很方便地配置、扩展结构健康监测软硬件。

    我们还以航空航天飞行器结构为主要应用对象，兼顾其他工程应用，自行研制了结构监测用智能无线传感网络系统，包括国内首个含桥路供压、信号放大、数据采集、处理和无线通信模块的无线应变传感器网络节点，实现了小型化、低功耗、远端信息并行处理，无线数据传输的功能，完全实现了电阻应变元件同无线传感器网络的直接匹配，可实现单臂桥、双臂桥和全桥测量。设计了相应无线传感器网络拓扑结构及分层协议；自主研发了结构监测用无线传感器网络系统，包括监测节点、网络中继节点、无线网络基站节点和功能强大的客户端无线监控软件系统。利用该系统针对某型战斗机前起落架试验件进行了现场静力试验，使用效果很好。这两项成果都是专利成果，且全部通过国防科工委组织的鉴定，都可以推广使用。

 

记者：您提到智能无线传感网络技术，这同以往的无线传感器有何区别？您认为该技术在航空测试领域可以有哪些应用？

 

袁慎芳：应该说，智能无线传感网络在航空测试领域的应用面是比较广的，这项技术不同于常规的无线传感器技术，常规的无线传感器技术主要强调的是传感器的信号传输方式采用的是无线方式，而智能无线传感网络技术强调的是大量尺寸小，功耗低、具备局部信号处理能力的智能无线节点所组成的一个协同工作的网络系统。在智能无线传感网络中，节点的功能并不要求非常高，但通过大量节点的自组织协同工作，可以监测较大范围的区域或多种参数，功能要远远强于普通的无线传感器。

 

 

袁慎芳：在航空测试领域中的应用，除了前面提到的结构健康监测以外，还可以用于结构强度试验、发动机性能测试、直升机传动系统测试试验等多种航空测试领域中。智能无线传感网络技术在航空测试领域具有广泛的应用前景，作为一项新技术，其应用时还需考虑以下关键问题：1. 小尺寸、低功耗，适合航空测试使用的智能无线传感节点的研制。2. 针对具体应用对象的智能无线传感网络网络协议的研发。3. 网络的组网体现结构、方法及协同工作方法。4. 网络的抗干扰能力、稳定性的优化等。