关键词:结构智能感知、光纤传感、多物理场重构、数智孪生
项目概况:
(一)项目背景
本项目面向航天器及空间可展开天线等空天装备的结构智能监测需求,针对服役环境下存在的三大技术瓶颈:结构长期性能退化机理不清、多物理场耦合作用实时感知困难、极端环境智能感知可靠性不足,创新性地融合准分布式光纤传感、高精度摄影测量与数字孪生驱动等关键技术,重点突破多源异构数据在线实时融合计算、空间环境耦合多物理场反演等核心技术。研究成果将实现空天装备在役状态的实时精准评估与智能自主决策,推动我国空天装备智能运维技术从"被动响应"向"主动预测"的跨越式发展。本项目的实施对保障国家空间资产安全、提升在轨服务能力具有重大战略意义,将为航天强国建设提供原创性技术支撑。
(二)项目简介
本项目聚焦无人机翼一体化天线结构在复杂服役环境下的多物理场(温度、变形、载荷分布)感知难题,创新性地提出了基于光纤传感的变形重构理论,成功实现了机翼结构毫米级变形精度的实时在线监测。通过构建"感-算-控-显"一体化的智能数字孪生平台,在我国首部无人机翼一体化天线结构上完成工程验证,有效解决了因机翼形变导致的天线电性能恶化这一关键技术瓶颈。该成果为新一代智能无人机通信系统提供了高可靠的结构-电磁协同优化解决方案。项目的成功实施不仅填补了我国在该领域的技术空白,更为航空装备智能化升级提供了示范样板,对推动低空经济发展、保障雷达指向精度等具有重要战略价值。
(三)关键技术与创新点
本项目采用"感-算-控-显"四维协同技术架构,围绕多物理场数据融合与智能监控展开技术攻关,重点突破极端环境下温度-形变-电磁多场耦合实时反演感知关键技术,通过光纤传感网络优化部署与深度学习辅助重构,实现变形场的毫米级精度感知和毫秒级响应,以下是本项目涉及的关键技术:
1、关键技术一:提出基于准分布式光纤传感的机翼变形重构理论,突破传统应变片离散式监测的局限性,实现从单点阈值报警到全域连续变形场重构的技术跨越。
2、关键技术二:设计"感-算-控-显"一体化智能监测架构,突破无人机翼一体化天线结构机电耦合建模难题,实现形变与电性能的实时协同感知。
本项目创新点包括:
1、提出基于光纤光栅传感的变形重构算法,突破传统依赖离散应变片的阈值报警模式,创新实现机翼全场位移状态的实时精准监测,将监测维度由单点升级为全域重构,为飞行器结构健康管理提供了革命性手段。
2、设计"感-算-控-显"一体化智能监测架构,实现结构健康监测与雷达性能实时评估。
技术成果清单:
序号 | 成果类型 | 具体内容 |
1 | 知识产权 | 一种基于应变的天线副面位姿实时测量方法 (ZL201810311580.4.) |
2 |
| 一种基于应变的框架结构弹性变形的测量方法 (CN201710415345) |
3 |
| 基于贝叶斯估计算法的结构应变测量系统软件 (2025R11S0192493) |
4 | 其他 | 基于光纤光栅传感的机翼变形监测重构算法,技术报告 |
技术成熟度:
概念验证 原理样机 工程样机 中试 产业化
合作方式:
联合研发 技术入股 转让 授权(许可) 面议