在飛機設(shè)計過程中，設(shè)計師必須事先構(gòu)想飛機的用途，以預(yù)測飛機將受到的靜態(tài)和疲勞載荷。對于軍用飛機，往往會吸取以往飛機類型的經(jīng)驗，開展類比角色或功能，為飛機設(shè)定將來的角色(圖1)。

圖1，試驗飛機。

當(dāng)飛機進(jìn)入軍事服務(wù)，必須對結(jié)構(gòu)用途假設(shè)進(jìn)行驗證，以保證飛機結(jié)構(gòu)的完整性。英國國防部(UK MOD)的驗證由軍事航空管理局(MAA)制定。

然而，傳統(tǒng)的驗證程序非常昂貴，不斷地對整個西方政府的國防支出增加壓力，所以必須開發(fā)成本最低的解決方案，以滿足要求。為此，英國國防部國防科學(xué)與技術(shù)實驗室(DSTL)的國防部飛機項目團隊攜手國防部承包商，使用由瑞士MSR電子公司生產(chǎn)、Caption Data有限公司提供的模塊化信號記錄器數(shù)據(jù)記錄儀，進(jìn)行了一系列實驗室測試和飛行考驗，目前已經(jīng)在幾個飛機艦隊上捕捉了基本的結(jié)構(gòu)用途信息。

選擇MSR165的根本原因是：體積小，重量輕，電池供電(降低飛機的集成任務(wù))，靈活性強和性價比高。MSR165使用了一個3軸加速度、壓力、溫度和相對濕度傳感器(圖2)。

圖2，MSR165數(shù)據(jù)記錄儀。

原始數(shù)據(jù)中的法向加速度(NZ)用于評估固定機翼的飛機的結(jié)構(gòu)用途。此外，壓力數(shù)據(jù)被用來評估在飛行過程中的高度，并幫助確定起飛和降落時間。MSR165位于飛機的非加壓區(qū)。

這種方案成功的關(guān)鍵在于將技術(shù)人員保持飛機的操作減少到最低限度。因此，對MSR165進(jìn)行配置，實現(xiàn)從發(fā)動機啟動到發(fā)動起關(guān)閉，自動記錄每秒鐘50個樣本的加速度，同時還可以連續(xù)記錄壓力、溫度和相對濕度數(shù)據(jù)，每秒鐘各一個樣本。這樣配置可以由飛機上的技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整，并保持完全自主長達(dá)75小時或2個月的飛行時間。

法向加速度和海拔估算的典型圖表，來自兩臺不同的飛機的壓力數(shù)據(jù)，如圖3、圖4和圖5的特寫(40秒)。在進(jìn)行了2個月或75小時飛行時間后，技術(shù)人員更換MSR，換下來的MSR被送回國防科學(xué)技術(shù)實驗室(DSTL)，與設(shè)計假設(shè)、疲勞試驗譜或先前的服務(wù)用途進(jìn)行分析和比較。每秒捕獲的50個樣本加速數(shù)據(jù)，通過一個低通有限脈沖響應(yīng)頻率濾波器(11Hz~1Hz)。這允許使用英國皇家航空研究中心(RAE)疲勞計(帶寬11Hz)將這些數(shù)據(jù)與信息記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此外，用1Hz低通數(shù)據(jù)確定信號的演習(xí)內(nèi)容。

以上為法向加速度和海拔估算的典型圖表，來自兩臺不同的飛機的壓力數(shù)據(jù)，如圖3、圖4和圖5的特寫圖(40秒)。

這個計劃非常成功，迄今，已經(jīng)在兩個小型英國國防部艦隊(Islander和Defender)和兩個歷史性的飛機平臺(Battle of Britain Memorial Flight Lancaster 和Royal NavyHistoric Flight Swordfish)進(jìn)行了飛行試驗。在這些試驗中，已獲取將近100個小時的飛行數(shù)據(jù)，而且使用獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)一步調(diào)查。目前，幾個艦隊廣泛的調(diào)整和進(jìn)一步的試驗正在計劃中(圖6)。

圖6，該計劃已經(jīng)在兩個小型英國國防部艦隊和兩個歷史性的飛機平臺進(jìn)行了飛行試驗。