T-38C 이용 AgilePod의 유용성을 검증 "Have STRAINger Things"

미 공군 시험 조종사 학교 비행 과학 기술 전문가이자 강사 시험 조종사인 Steven Ross가 조종하는 AgilePod이 부착된 T-38C가 남부 캘리포니아 상공에서 비행 시험을 실시했다.

 

미국 공군 시험 조종사 학교의 연구 부서는 Holloman  공군 기지의 586 비행 시험 비행대와 NASA의 Armstrong Flight Research Center와 협력하여 최근 새로운 AgilePod의 사용을 검증하는 비행 시험 캠페인을 실시했습니다.

“Have STRAINger Things"라고 불리는 이 테스트는 전통적으로 비행 시험을 방해하는 리드 타임과 비용을 줄이는 것을 목표로 하는 신속한 공중 실험을 위한 AgilePod의 유용성을 검증했습니다.

 

NASA의 암스트롱 비행 연구 센터는 FOSS (Fiber Optic Sensing System)로 알려진 독특한 광섬유 감지 시스템을 개발했습니다. 구리 스트레인 센서는 1930년대부터 비행 테스트 계측에 사용되어 왔지만, 저항 스트레인 센서로 항공기를 개조하는 데는 많은 시간과 노력이 필요합니다. FOSS를 사용하면 전용 광섬유 스트레인 센서를 활용하여 중요한 데이터 포인트를 보고할 수 있습니다.

 

에드워즈에 있는 공군 시험 조종사 학교와 NASA AFRC가 단 몇 분 거리에 위치해 있기 때문에, FOSS 시스템을 신속하게 항공 테스트하는 아이디어가 일상적인 대화 주제가 되었습니다. 이와 함께, 테네시에 있는 Arnold Engineering and Development Complex의 일부인 586th FLTS는 최근 데이터 평가를 위한 특수 탑재물을 신속하게 운반할 수 있는 기능을 갖춘 AgilePod Lab을 개발하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 3자 합의는 신속하게 모든 테스트의 당사자에게 이익이 되는 주요 행동 방침이 되었습니다.

 

스트레인 센서는 일반적으로 신형 항공기의 하중, 버핑, 피로 시험과 관련되거나, 기존 항공기의 신규 매장 인증에 사용됩니다. 중요한 항공기 및 철탑/날개 장착 구조물 지점의 응력과 변형이 측정되어, 조종사 또는 비행 제어 시스템 자체의 제어 처짐에 대한 구조와 반응의 반응을 분석합니다.

 

새로운 항공기 설계의 첫 번째 테스트 기체는 제조 과정에서 특별히 개조되며, 일반적으로 수천 개의 저항 스트레인 게이지가 포함되며, 각 스트레인 게이지는 두 개의 전기 연결, 신호 조절, 데이터 기록이 필요합니다. 이 테스트 설정의 추가된 무게는 다른 항공기 구성 요소, 특히 임무 시스템 구성 요소가 설치되지 않음을 의미하며, 이로 인해 다른 유형의 비행 테스트에 이 테스트 항공기를 사용할 수 없게 됩니다.

 

반면, 광섬유 스트레인 센서는 전자파 간섭 호환성을 제공할 수 있는 기능과 함께 감지 대역폭을 증가시키는 것으로 입증되었으며, 단일 광섬유에 여러 개의 센서를 적용할 수 있는 용량을 제공합니다.

 

T-38C의 중심선에 부착된 AgilePod를 활용하여, 이 캠페인은 엔지니어링 비행 테스트 기법과 두 가지 주요 실험을 결합한 여섯 번의 테스트 비행으로 구성되었습니다. 첫 번째는 광섬유 스트레인 센서와 기존의 저항 스트레인 센서를 직접 비교하는 것이었습니다. 두 가지 유형 모두 한쪽 끝에 무게추가 달린 간단한 캔틸레버 빔에 설치되었습니다. 테스트 팀은 항공기에서 G를 당겨서 빔에 제어된 양의 변형/스트레인을 유도할 수 있었습니다. 또한, 높은 동압으로 인해 진동이 발생하는 상단 속도 범위와 버펫(buffet)의 느린 비행에서도 더 높은 주파수의 진동이 발생했습니다.

 

더 많은 데이터를 수집할 기회를 놓치고 싶지 않은 테스트 팀은 AgilePod의 구조에 광섬유 센서의 추가 루프를 추가하고 X, Y, Z 방향으로 힘을 유도했습니다. 비교할 수 있는 기준 센서가 없었지만, 이 실험은 항공기 내장재에 대한 미래의 공기역학 및 환경 테스트에 FOSS가 유용하다는 것을 보여주었습니다.

 

캠페인이 성공적으로 실행되면, 처리된 데이터는 비행 시험과 다른 응용 프로그램 모두를 위한 광섬유 스트레인 센서를 사용하는 추가 계측을 위한 길을 열어줄 것입니다.

 

NASA와 FOSS, 그리고 586th FLTS와 그들의 AgilePod 간의 파트너십이 없었다면, 우리는 예산의 상당 부분을 할당하고 T-38 항공기를 물리적으로 뜯어내어 필요한 배선과 센서를 설치해야 했을 것입니다"라고 공군 시험 조종사 학교의 연구 책임자인 Wei Lee는 말합니다. “이 독특한 파트너십은 우리가 기술을 활용하여 비행 시험 실행을 신속하게 개선하고 궁극적으로 군인과 상업 고객 모두에게 새로운 역량을 더 빨리 제공하는 방법을 보여주는 살아있는 증거입니다.”