隨著我們改進(jìn)信息收集、分析和實(shí)施到各種應(yīng)用程序中的方式，技術(shù)也在不斷發(fā)展。例如，垂直起降飛機(jī)（-VTOL）可以垂直起飛、懸停和著陸。設(shè)計(jì)新型 VTOL 飛機(jī)（例如足以承載乘客的全電動 eVTOL）需要在各種環(huán)境中收集大量數(shù)據(jù)并進(jìn)行精確測量。傳感器對于捕獲這些關(guān)鍵測量值至關(guān)重要，對于一家正在開發(fā)可以挽救生命的 eVTOL 的公司來說，MicroStrain 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有助于實(shí)現(xiàn)這一目的。
Beta Technologies 制造的 eVTOL 原型機(jī)旨在為關(guān)鍵移植手術(shù)輸送人體器官。 Beta Technologies 是一家位于佛蒙特州伯靈頓的創(chuàng)新型初創(chuàng)公司，是 eVTOL 技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)先者之一。
為了構(gòu)建成功的原型，Beta 正在尋找一種可以監(jiān)控多種條件的傳感器系統(tǒng)：溫度、振動和應(yīng)變。這是組件臺架測試以及飛行中分析所必需的。此外，為了準(zhǔn)確監(jiān)控俯仰、橫滾、角速率、位置和速度測量，需要慣性測量單元。 Parker Lord MicroStrain? 傳感器在直升機(jī)、固定翼和無人機(jī)的飛行測試中擁有良好的工作記錄，使其非常適合 Beta 的資格測試。
Beta 的原型設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)一次充電可攜帶這架重 4,000 磅的飛機(jī)行駛 150 英里。它旨在進(jìn)行試驗(yàn)并盡可能輕，同時(shí)存儲和轉(zhuǎn)換能量。它是用 35 英尺建造的。翼展和八個用于起飛和著陸的 75kW 電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)飛行，四個反向旋轉(zhuǎn)螺旋槳在升力和垂直起飛期間由電機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)達(dá)到適當(dāng)?shù)母叨葧r(shí)，螺旋槳傾斜，飛機(jī)轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的飛行模式。
所有這些運(yùn)動均由兩個 124 kWh 鋰離子電池組提供動力。該原型機(jī)在 180 多次 FAA 批準(zhǔn)的測試飛行中達(dá)到了 72 節(jié)的最高速度和 100 英尺的高度。
為了應(yīng)對監(jiān)測該原型上的數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，整個原型中都使用了 MicroStrain 的傳感器。采用的關(guān)鍵傳感器包括： G-Link-200，堅(jiān)固耐用的 IP-67 無線加速度計(jì)； V-Link-200，8通道模擬輸入節(jié)點(diǎn)； TC-Link-200，12通道無線熱電偶節(jié)點(diǎn)； WSDA-2000無線網(wǎng)關(guān)； 3DM-GX5，一款輕量級、高度復(fù)雜的 GNSS/INS 輔助 AHRS。
為了監(jiān)控原型機(jī)的飛行控制和飛行特性，MicroStrain 提供了三個 GX5-25 慣性傳感器來獲取俯仰、滾轉(zhuǎn)和角速率值。使用三個傳感器為飛行控制回路提供了必要的冗余。傳感器數(shù)據(jù)被輸入飛行計(jì)算機(jī)，然后飛行計(jì)算機(jī)控制八個螺旋槳發(fā)動機(jī)。僅在懸停模式下進(jìn)行監(jiān)控。慣性傳感器的這些輸出和其他輸出（例如位置和速度）也記錄在 SD 卡和車載計(jì)算機(jī)上。飛機(jī)的黑匣子飛行指標(biāo)也被記錄下來。
MicroStrain 的傳感器還用于測量試驗(yàn)臺上的螺旋槳推力、振動、應(yīng)變和負(fù)載特性。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將一個稱重傳感器連接到螺旋槳支架底座上，以測量一系列螺旋槳速度下的向上升力載荷，并將兩個加速度計(jì)連接到螺旋槳支架上以測量振動。這使得 Beta 能夠了解使用不同螺旋槳設(shè)計(jì)的不同速度下的螺旋槳平衡特性。
為了測量轉(zhuǎn)數(shù)，使用了轉(zhuǎn)速計(jì)。這也使得他們能夠利用振動傳感器生成同步 FFT 圖，因?yàn)榧铀俣扔?jì)信號隨后可以與螺旋槳葉片的相位相關(guān)聯(lián)。
為了幫助 Beta 在高達(dá) 1200 RPM 的速度和 10k - 20k lbs 的負(fù)載下測量離心載荷和彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變，在螺旋槳葉片的頂部和底部表面安裝了 10 個或更多應(yīng)變計(jì)。 MicroStrain 的 V-Link-200 用于以高采樣率的同步采樣模式進(jìn)行測量。
為了測試機(jī)身上的靜載荷，在機(jī)身結(jié)構(gòu)上安裝了應(yīng)變儀。液壓泵引用在線稱重傳感器來加載結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵點(diǎn)。使用 MicroStrain 的 V-Link-200 以低采樣率測量應(yīng)變計(jì)和稱重傳感器。
在Beta原型機(jī)的設(shè)計(jì)中，總共重1500磅。圓柱形鋰離子電池在整個飛機(jī)上排列在六個不同的電池組中。監(jiān)控鋰離子電池非常重要，因?yàn)闊崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)可能在 70°C 左右引起火災(zāi)。 Beta 通過將溫度探針插入電池組組件來監(jiān)測電池溫度。這是在大約 500 kW 的峰值持續(xù)懸停功率期間完成的。為了實(shí)時(shí)監(jiān)控和傳輸傳感器數(shù)據(jù)，采用了兩個 MicroStrain TC-Link-200 節(jié)點(diǎn)
為了監(jiān)測空氣動力引起的振動以及檢測諧振頻率，以高采樣率使用了 MicroStrain 的 G-Link-200 無線加速度計(jì)。
Parker Lord 的 MicroStrain 傳感器組合為 Beta 原型機(jī)提供了關(guān)鍵的測試和測量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。許多元素被證明是充分監(jiān)控飛機(jī)的挑戰(zhàn)，包括附近的其他高功率射頻設(shè)備，并且難以監(jiān)控旋轉(zhuǎn)部件等位置。盡管如此，MicroStrain 的傳感器可以提供 Beta 繼續(xù)改進(jìn)原型所需的反饋。
? G-Link-200
? V-Link-200
? TC-Link-200
? WSDA-2000無線網(wǎng)關(guān)
