FLIR红外热像仪可用于航天评估层流设计 - 菲力尔FLIR红外热像仪在科研行业的应用

应用案例

达索航空在测试飞行中使用FLIR生产

的SC7750L红外热像仪。这款尖端热

像仪能在高海拔区测量温度梯度，不

惧极低的户外温度和气压。在法国伊

斯特尔的达索航空测试中心进行的测

试中，公司在一架猎鹰7X的右水平安

定面上使用黑色覆盖物，并在机尾顶

部安装FLIR SC7750L红外热像仪，俯

视水平安定面。

欧洲的“清洁天空”研究项目也参与

了部分“智能固定翼飞机”计划，这

次飞行测试是预定于2014年进行的“

智能层流翼”飞行测试的先导，达

索、空中客车及其他合作伙伴将使用

特制的空中 客车A340-300进行

2014年的测试。“清洁天空”项目是

欧洲前所未有的最大研究倡议计划之

一，其目的旨在发展更清洁、飞行噪

音更小的下一代飞机技术，下一代飞

机将于2020年后投入使用。

达索航空是世界领先的航空公司，其

业务运营遍布5大洲70多个国家，它

不仅生产“飓风”战斗机，同时还

负责猎鹰商务机的整个生产流程。达

FLIR红外热像仪可用于评估层流设

计

穿过飞机机翼的空气流不仅为飞行提供必不可少的升力，还会产生摩擦力并

且阻碍飞行，降低飞行速度使推动力低效化。沿着机翼的层流在理论上能大

幅度减少摩擦，提高飞机的飞行效率，因此气体力学家一直在寻找能充分利

用层流的机翼。为了找到理想中的机翼，达索航空使用了猎鹰7X进行了若干

飞行测试，它装置了FLIR系统热像仪，可以区分不同的层流和乱流，从而令

科学家得以评估飞行时机翼周边空气流的层流性。

沿着右水平安定面的气流热图像

部，俯视右水平安定面

索在美国和法国都有分支机构和生产

流。”

因此，早在1986-1989年期间达索航空就利用实验性的层流翼机翼在改良型猎鹰50飞机上成功进行一系列试航。然而，层流翼目前仅用于滑翔机和小型商务喷气机。为证实在大型飞机上使用层流翼可提高效率及具有安全性，则需进行大规模的演示和分析。

复杂的过程

Philippe解释道：“层流边界层转化为紊流层的过程就是通常所说的边界层过渡。这是一个相当复杂的过程，目前仍不能完整的解释这一过程，其中一个原因是缺乏能精确描绘机翼层们选用FLIR Systems红外热像仪的理

由。”

Philippe继续道：“热成像技术是在

检测温度微小差别的基础上被用于检

测层流。空气摩擦与温度之间的关系

以科学文献资料为创建依据，摩擦增

加会导致温度的增加，而机翼的紊流

区存在更多的摩擦，因此会比层流区

温度更高，但是温差极其微小，大概

在0.5°到3°之间，所以我们需要一

台可靠的热像仪以精确得检测最细微

的温差。”

FLIR SC7750L提供适合的解决方案

从FLIR SC7750L红外热像仪

中，P h i l i p p e找到了他所要的答

案。“我们希望通过仔细分析热像资

料，得出的热图像能显示出明显的温

差，使我们能够精确定位机翼的层流

区和紊流之间的边界。达索航空和

ONERA（法国航空航天院）目前仍在

进行结果分析工作，但是初步的报告

已经表明这一目标已经实现了。”

由于猎鹰7X没有专门设计的层流

为这一预测提供实验验证。最初的结

果显示热图像呈现了预测的层流性百

分比。”

制造更出众的飞机

P h i l i p p e总结道：“使用F L I R

SC7750L红外热像仪进行的测试证

明，热成像技术对于层流翼研究来说

是不可或缺的。这一测量技术将被

达索、空中客车及其他欧洲的合作

伙伴用于未来将进行的更大的飞行测

试，例如2014年使用改良型空中客车

A340-300进行的测试。通过运用试验

结果，我们有希望在不远的未来制造

出更出众、更节能的飞机。”•640X512像素的碲镉汞焦平面阵列探测器

•波段8-9.4微秒

•节距16微秒

•斯特林循环冷却器

•热灵敏度＜35mk

•温度校准范围 ﹣20℃~1500℃

•先进的分析软件（FLIR ALtair）

•滤光片可选择

FLIR SC7750L热像仪

转接界限

紊流区

空气流向

层流区

FLIR SC7750L红

外热像仪

FLIR SC7750L红外热像仪安装在猎鹰7X机尾顶部的示意图，它俯视右水平安定面