一、引言

隨著航空航天技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)飛行器結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性要求越來(lái)越高。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）技術(shù)作為保障飛行器安全運(yùn)行的重要手段，其研究和應(yīng)用受到了廣泛關(guān)注。光纖光柵傳感器因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在航空航天結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。

二、光纖光柵傳感器的優(yōu)勢(shì)

光纖光柵傳感器具有質(zhì)量輕、空間分辨率高、易于組成準(zhǔn)分布式網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)，使其在大型航空及土木結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)研究領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。這些傳感器能夠滿足高精度、遠(yuǎn)距離、分布式和長(zhǎng)期性的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)要求，尤其適合于對(duì)變體機(jī)翼內(nèi)部多種物理參量進(jìn)行測(cè)量。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

1. 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)：光纖光柵傳感器可以用于監(jiān)測(cè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的健康狀況，如溫度、應(yīng)變、損傷、疲勞等，從而預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷及剩余壽命。

2. 智能材料結(jié)構(gòu)：將光纖埋入結(jié)構(gòu)中，可以連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部待測(cè)參數(shù)的變化情況，滿足航空航天領(lǐng)域?qū)χ悄懿牧辖Y(jié)構(gòu)中分布式自診斷網(wǎng)絡(luò)的傳感器需求。

3. 損傷檢測(cè)與定位：通過(guò)光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以識(shí)別復(fù)合材料加筋板的沖擊位置，對(duì)結(jié)構(gòu)損傷進(jìn)行定位。

四、技術(shù)進(jìn)展

1. 理論分析與仿真：對(duì)FBG和LPFG進(jìn)行理論分析，推導(dǎo)了光纖光柵的耦合方程，為光柵傳感特性的研究提供了理論基礎(chǔ)，并進(jìn)行了仿真分析。

2. 實(shí)驗(yàn)分析：對(duì)LPFG橫向負(fù)載方向敏感特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得到其變化規(guī)律。

3. 多參數(shù)測(cè)量：利用單根多芯光纖基于空間分復(fù)用傳感機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)測(cè)量。

五、發(fā)展方向

大規(guī)模、高密度、高精度、多參量光纖傳感系統(tǒng)是航空航天光纖傳感技術(shù)的發(fā)展方向。盡管當(dāng)前研究成果顯著，但仍需在上述研究方向進(jìn)行更深入的探索，以滿足航空航天傳感領(lǐng)域的復(fù)雜應(yīng)用需求。

六、結(jié)論

光纖光柵傳感器因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在航空航天結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通過(guò)對(duì)航空航天復(fù)結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行長(zhǎng)期在線、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以從根本上消除隱患及避免許多災(zāi)難性意外事故的發(fā)生，大大減少突發(fā)事故對(duì)社會(huì)和人們的傷害。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖光柵傳感器在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。