光纖光柵傳感作為一門快速發(fā)展的新型傳感技術(shù)，具有精度高、體積小、重量輕、波分復(fù)用、壽命長、可靠性高、耐腐蝕、傳輸距離長等優(yōu)點，可實現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變、溫度、力、加速度等多種參量的測量，在飛機、艦船、發(fā)動機等重大裝備的機載化測試以及地面綜合測試中具有重大的應(yīng)用前景，基于光的測量正在逐步成為航空試驗測試技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。

國外已經(jīng)將光纖光柵傳感技術(shù)比較廣泛地應(yīng)用到軍事、民用方面，在軍事應(yīng)用方面，不僅限于航空武器，也包括在艦船、核設(shè)施等方面。我國對光纖光柵傳感技術(shù)的研究集中在建筑、石油、電力、鋼鐵等民用領(lǐng)域，在軍事領(lǐng)域的研究剛剛起步。從應(yīng)用的深度來看，國外將光纖光柵傳感器已經(jīng)用于一些比較關(guān)鍵的測試，不僅在金屬結(jié)構(gòu)表面安裝，也成功在復(fù)合材料內(nèi)部埋植，形成了一些很特殊的服務(wù)能力。在光纖光柵技術(shù)的各方面，如光纖光柵刻制、傳感器封裝和安裝及信號解調(diào)等，都形成了顯著的技術(shù)優(yōu)勢。與國外相比，需要加快光纖光柵在航空結(jié)構(gòu)健康方面的應(yīng)用研究以及核心單元模塊技術(shù)的研究。

應(yīng)用前景設(shè)想

（1） 用于飛行載荷測試。

飛行載荷測試對于飛機設(shè)計驗證和改進具有重大意義。傳統(tǒng)的測量方式采用金屬應(yīng)變片進行測量，如果實施上萬點的應(yīng)變測試，測試設(shè)備本身的重量可以達到幾噸，復(fù)雜的布線不僅大大增加重量，還要求對飛機進行較大程度的改裝，增加了施工難度，延長了測試周期。由于飛機狀態(tài)的改變，對試驗驗證效果以及真實載荷數(shù)據(jù)獲取都產(chǎn)生了不利影響。到目前為止，我國尚未出現(xiàn)機載狀態(tài)下對飛機載荷進行長期監(jiān)測（一個大修周期以上）的應(yīng)用案例，主要原因在于傳統(tǒng)應(yīng)變測量方式系統(tǒng)資源占用過多、使用壽命有限、機載電磁環(huán)境下抗干擾能力差，光纖光柵傳感技術(shù)的出現(xiàn)將十分有助于解決航空結(jié)構(gòu)飛行載荷長期監(jiān)測的技術(shù)難題。

（2）用于結(jié)構(gòu)疲勞和壽命監(jiān)測。

結(jié)構(gòu)應(yīng)變是軍用飛機結(jié)構(gòu)安全和可靠性監(jiān)測的關(guān)鍵指標。在飛行過程中對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位進行在線監(jiān)測，可獲得長期飛行的結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)，據(jù)此評估飛機機體結(jié)構(gòu)潛在的損傷增長，可由傳統(tǒng)的定期維修向更加經(jīng)濟可靠的視情維修轉(zhuǎn)變，并為單機管理和監(jiān)控提供技術(shù)支撐。對結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測同樣可以為安全報警提供重要的依據(jù)，提前探知可能存在的危險。我國當(dāng)前有大量二代機和三代機在役，為保證飛機的飛行安全，掌握飛機運行狀態(tài)，要求對飛機關(guān)鍵部位的應(yīng)變進行記錄分析，光纖光柵傳感器有希望成為實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵傳感技術(shù)。

（3）用于復(fù)合材料監(jiān)測。

復(fù)合材料的使用是新一代飛機設(shè)計的趨勢，其所占機體結(jié)構(gòu)重量的比例已經(jīng)成為衡量飛機先進性的重要標志之一，對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測已經(jīng)成為新一代飛機研制急需解決的重要課題。在對復(fù)合材料健康狀態(tài)的監(jiān)測過程中，結(jié)構(gòu)應(yīng)變和沖擊載荷監(jiān)測是一個重要的方面。光纖光柵傳感器可粘貼于復(fù)合材料表面（如機身、機翼蒙皮處）或者埋入其內(nèi)部，構(gòu)成分布式智能傳感網(wǎng)絡(luò)，實時監(jiān)測飛行器的應(yīng)力、應(yīng)變情況，為健康狀態(tài)的判別提供重要依據(jù)。對將應(yīng)變傳感器埋入復(fù)合材料內(nèi)部，傳統(tǒng)金屬應(yīng)變片幾乎不可能，而光纖光柵具有纖細的結(jié)構(gòu)，國外已經(jīng)成功埋入復(fù)合材料內(nèi)部。在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)上實施應(yīng)變監(jiān)測，重大的難題是電磁干擾的影響，采用光纖光柵傳感器可以有效克服該難題。

（4）用于發(fā)動機結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測。

發(fā)動機研制過程中的部件級測試、地面綜合試驗、機載測試試驗以及飛行狀態(tài)下的長期監(jiān)控重點關(guān)注的參數(shù)包括壓力、溫度、流量、應(yīng)變、振動、氣體成分等。發(fā)動機測試的特點體現(xiàn)在如下幾個方面：環(huán)境嚴酷，特別是溫度、振動及電磁環(huán)境，要求測試系統(tǒng)具有非常好的環(huán)境適應(yīng)性和長期可靠性；被測結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于安裝，要求傳感器必須靈巧、量程大、精度高；另外，需要測量的測點多、種類多。光纖傳感技術(shù)是一種新型的傳感技術(shù)，具有體積小、抗電磁干擾、容易實現(xiàn)分布式傳感網(wǎng)絡(luò)、成本低、可靠性好、周期長等優(yōu)點，將在發(fā)動機測試中擁有廣闊的應(yīng)用前景。