本發(fā)明涉及空氣流動的測量領域，并且更具體地涉及沿壁的空氣流動的空氣動力學測量和實時可視化，以表征在空氣中移動的車輛或飛行器類的對象的壁流(parietalflow)。

背景技術：

航空學領域中通常使用的測量沿壁的空氣動力學流動的技術包括觀察在壁的一個端部處附著于壁的被稱作“絲線風標(tufts)”的毛或尼龍絲線。然而，這些“絲線風標”可具有與流動的特征沒有直接聯(lián)系的固有的不穩(wěn)定性。因此，為了彌補這些缺點，“絲線風標”已逐漸地被塑料材料的“流動錐(flowcones)”替代。流動錐是剛性的、薄的且重量輕的，并且能夠在錐的頂點處通過尼龍絲線附接至壁。流動錐的輕盈能夠使其自由地移動并且能夠使其本身與空氣的流動方向對準。

因此，為了測量飛行器上的空氣動力學流動，流動錐被安裝在飛行器的需要分析的區(qū)域中。因為流動錐的輕盈，流動錐根據(jù)航空學流動的類型展示特征性移動并且其形狀在視頻錄像中能夠看得見。這些流動錐可以被機載攝像機拍攝，來自機載攝像機的記錄能夠實時地或脫機地使用數(shù)據(jù)。

然而，該技術不能研究難以或甚至不可能安裝儀器的被遮擋區(qū)域，例如在飛行器的下側。此外，該技術不能準確地測量在壁上的流動的方向，因此不能獲得關于流動狀態(tài)的客觀準則。

為了更全面地表征飛行器上的空氣動力學流動，nasa研發(fā)了一種在飛行的穩(wěn)定階段期間注入包含示蹤物和溶劑的流體的技術。在壁處的摩擦(rubbing)將沿著一定的路線引導該流體，該流體的幾何形狀取決于流動的狀況。當飛行狀況保持恒定(持續(xù)一至兩分鐘)時，溶劑的蒸發(fā)將使得示蹤物被固定。一旦回到地面，則可以獲得所有需要的觀察值。該技術被d.fisher等人在標題為“inflightflowvisualisationcharacteristicsofthenasaf18highalpharesearchvehicleathighangleofattack”(nasa技術備忘錄4193，1990年5月)的文獻中進行了描述。

然而，在飛行中的示蹤物注入和干燥的技術不提供獲得流動的實時可視化，此外，每一次飛行僅能夠表征一個試驗點。

因此，本發(fā)明的目的是通過提供精確的空氣流動測量裝置和用于實時地全面測量壁上的空氣動力學流動的系統(tǒng)，同時使得能夠執(zhí)行在壁的所有區(qū)域上的、反復進行的測量，來彌補上述缺點。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供空氣流動測量裝置，包括：

-光學傳感器，該光學傳感器配置成測量所述光學傳感器的自由表面上的照度分布，以及

-構件，該構件可移動地安裝在所述光學傳感器上并且部分地覆蓋所述光學傳感器的自由表面，所述構件被稱作可移動構件并且適于根據(jù)空氣的局部流動而自由地定向，由此調節(jié)所述自由表面上的照度分布，從而通過光學傳感器的對照度分布的當前測量值指示出表示空氣的當前流動的所述可移動構件的當前取向。

該裝置能夠在壁的所有區(qū)域上實時地并且反復執(zhí)行相對非侵入性的測量。因此，當壁是飛行器的一部分時，測量可以在飛行器的所有區(qū)域上執(zhí)行。不再需要使被分析的空氣動力學區(qū)域在視場中或使用攝像機以顯現(xiàn)可移動構件從而指示空氣動力學數(shù)據(jù)。此外，該裝置利用天然的環(huán)境照度并且不需要附加光源裝置。

有利地，光學傳感器包括環(huán)狀光電探測器，該環(huán)狀光電探測器包括預定數(shù)量的光檢測軌道并且傳送表示由每個軌道接收的照度的信號，從而生成在光學傳感器的自由表面上的照度分布的測量值。

有利地，光學傳感器包括印刷有機電子器件并且所述光學傳感器具有大約1°至5°的角度測量精度。

有利地，可移動構件包括覆蓋光學傳感器的自由表面的一部分的平面部。例如，平面部具有由兩個半徑界定的扇形的形狀，在所述兩個半徑之間形成大于5°的角度。有利地，所述角度等于180°。

有利地，可移動構件包括垂直于平面部布置的鰭狀部。

有利地，光學傳感器配置成通過環(huán)境光檢測照度。具體地，光學傳感器具有在大約100lux(勒克斯)至100000lux的范圍中的光照檢測靈敏度。

本發(fā)明還涉及測量模塊，該測量模塊包括一個或更多個具有上述特征中的任一特征的測量裝置。

有利地，所述測量模塊包括基底，在所述基底上布置有一個測量裝置或多個測量裝置。

本發(fā)明還涉及用于實時地空氣動力學測量沿壁的空氣流動的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個測量模塊，每個測量模塊適于安裝在所述壁的感興趣區(qū)域的預定位置中，以使得由測量模塊的一個或多個光學傳感器所生成的測量值表示壁的空氣動力學特性。

有利地，該系統(tǒng)包括獲取及處理單元，該獲取及處理單元配置成從每個光學傳感器獲取當前測量值并且將該當前測量值轉化成當前數(shù)字測量值，該當前數(shù)字測量值限定安裝在對應的光學傳感器上的可移動構件的當前方向。

有利地，該系統(tǒng)包括發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置配置成實時地發(fā)送與安裝在測量模塊的至少一個光學傳感器上的至少一個可移動構件的取向相關的數(shù)據(jù)。

有利地，該系統(tǒng)包括可視化界面，該可視化界面配置成實時地顯現(xiàn)測量模塊的至少一個可移動構件的取向。

有利地，該系統(tǒng)包括分析裝置，該分析裝置配置成根據(jù)測量模塊的位置以及測量模塊的至少一個可移動構件的取向來確定壁的空氣動力學參數(shù)，所述壁的空氣動力學參數(shù)包括壁流狀態(tài)和壁流線(parietalstreamline)的方向。

因此，該系統(tǒng)能夠確定在壁上的流動的方向而不僅是空氣動力學狀態(tài)。

本發(fā)明還涉及包括具有上述特征中的任一項特征的測量系統(tǒng)的飛行器。

附圖說明

通過閱讀在下文中以非限制性圖示給出的描述并且參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的其他具體特征和優(yōu)點將變得更明顯，在附圖中：

-圖1a示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的用于測量空氣流動的裝置；

-圖1b示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的用于測量沿壁的空氣流動的系統(tǒng)；

-圖2示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的用于測量空氣流動的裝置；

-圖3示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的安裝在光學傳感器上的可移動構件；

-圖4示意性地示出了如在本發(fā)明的各個實施方式中所使用的多種鰭狀部形狀；

-圖5a至圖8b示意性地示出了在本發(fā)明的各個實施方式中所使用的各種形狀的可移動構件；

-圖9示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的測量裝置的電學模型；

-圖10示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的由測量裝置根據(jù)半盤式可移動構件的取向來傳送的電流強度的圖形化分布；

-圖11示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的根據(jù)圖8的包括放大器的電學模型；

-圖12示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的包括至少一個測量裝置的測量模塊；

-圖13示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的用于空氣動力學測量沿壁的空氣流動的系統(tǒng)；以及

-圖14a和圖14b示意性地示出了如在本發(fā)明的一個實施方式中所使用的安裝在飛行器上的測量模塊。

具體實施方式

本發(fā)明的原理包括采用用于基于相對非侵入性的光學傳感器來測量空氣流動的系統(tǒng)以使得能夠測量并且實時地顯現(xiàn)(visualize)相對于空氣移動的壁的空氣動力學特性。

應指出的是，本發(fā)明涉及在空氣中移動的或受空氣流動影響的任何對象，并且本發(fā)明可應用于飛行器、火車、汽車、船舶、風洞等。

圖1a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的用于測量空氣流動的裝置。

根據(jù)本發(fā)明，測量裝置1包括光學傳感器3和可移動構件5。

光學傳感器3具有自由表面31，該自由表面31適于被環(huán)境光照射同時對于照度分布是光敏感的。因此，光學傳感器3被配置成測量在其自由表面31上的照度分布。光學傳感器更具體地被配置成以大約100lux至100000lux的光照檢測靈敏度來檢測環(huán)境光照度。這樣使得能夠覆蓋通過傳感器接收間接照度的靠近地面的飛行器的測試直至具有直接照度的高度處的高亮度測試。

此外，部件5可移動地安裝在光學傳感器上并且部分地覆蓋傳感器的自由表面31。因此，該部件5，也被稱作可移動構件，遮擋光學傳感器3的自由表面31的一部分。此外，可移動構件5是輕元件，該輕元件被配置成根據(jù)空氣的局部流動或施加于其上的空氣動力流的類型而被自由地定向，從而“跟隨”局部空氣動力學特性。因此，在光學傳感器的自由表面上的照度分布取決于可移動構件的角位置或取向。換言之，可移動構件5的移動改變或調制光學傳感器的自由表面上的照度分布，并且因此，由于該當前取向表示空氣的當前流動，通過光學傳感器的照度分布的當前測量值指示可移動構件的當前取向。

圖1b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于測量沿壁的空氣流動的系統(tǒng)。

測量系統(tǒng)包括至少一個如圖1a中所示的測量裝置1以及獲取及處理單元7。測量裝置1適于被安裝在壁9上并且適于生成在光學傳感器的自由表面上的照度分布的當前測量值。獲取及處理單元7被配置成獲取由光學傳感器得到的每個當前測量值，以將其轉化成指示可移動構件的當前取向的當前數(shù)字測量值，所述可移動構件的當前取向表示沿壁的空氣流動。數(shù)字測量值包括有限數(shù)量的數(shù)據(jù)(即主要是每個可移動構件的取向)并且因此可以被容易地實時傳輸至用于分析壁的空氣動力學特性的分析中心。此外，有限數(shù)量的數(shù)字數(shù)據(jù)不需要大的傳輸帶寬。

圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的光學傳感器。

根據(jù)該實施方式的光學傳感器3包括環(huán)狀光電探測器31，該環(huán)狀光電探測器31包括預定數(shù)量的光檢測軌道31a至31d。這些軌道傳送表示由每個軌道接收到的照度的信號，因此生成在光學傳感器的自由表面上的照度分布的測量值。

根據(jù)圖2的示例，光電探測器31更具體地由印刷有機電子器件構成并且包括連接至光敏環(huán)31的具有規(guī)則間隔的四元電流提取連接部33a至33d，以使得每個位于兩個連續(xù)的提取連接部之間的部分形成光檢測軌道。實際上，有機電子器件能夠執(zhí)行微差測量并且每個提取連接部33a至33d可以因此與對應的軌道31a至31d相關聯(lián)。由軌道傳輸?shù)男盘栆蚨鴮诖颂幱商崛∵B接部33a至33d輸出的電流強度i1至i4。每個電流強度i1至i4表示由對應的軌道31a至31d接收的照度。

此外，有機電子器件能夠使光學傳感器3是薄的(例如小于1mm厚)并且是柔軟的。

圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于測量空氣流動的裝置。

測量裝置包括安裝在光學傳感器上的可移動構件。可移動構件5包括覆蓋光學傳感器3的自由表面的一部分的平面部51。

有利地，平面部是由兩個半徑界定的扇形(類似于磁盤扇區(qū))，從而在所述兩個半徑之間形成預定的測量角度θ。角度θ大于例如5°，并且可以例如在5°與180°之間。應指出的是，可移動構件5的平面部51使得在可移動構件5的下方的光泄漏最小化，以便具有在遮擋區(qū)域與暴露于光的區(qū)域之間的最佳對比度。

可移動構件5的平面部51以可移動的方式繞以光敏環(huán)31的中央o1為圓心的旋轉軸安裝。光敏環(huán)31的被可移動構件5覆蓋的部分被遮擋并且因此不接受任何光，而余下的部分暴露于光。因此，可移動構件5的角位置影響光敏環(huán)的各個軌道31a至31d上的照度分布并且因此由提取連接部33a至33d傳送的電流強度值i1至i4也被可移動構件5的角位置影響。已知由光學傳感器3傳送的電流強度i1至i4，因而很容易能夠推斷出可移動構件5的角位置。

有利地，可移動構件5包括沿著其扇形的中央半徑并且垂直于平面部51布置的鰭狀部53，并且因此能夠有利于可移動構件5根據(jù)流動的方向的旋轉。鰭狀部53可以是具有三角形、星形、矩形或任何其他適合形狀的截面(即垂直于平面部51的平面并且垂直于中央半徑的截面)的棱柱體或平行六面體。

圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式的多種鰭狀部形狀。

圖4中表示的鰭狀部153、253、254示例具有不同的形狀而且具有不同截面153a、253a、254a。事實上，鰭狀部153的截面153a是星形形狀或更具體地是具有彎曲且凹入的邊的規(guī)則的四邊形形狀。鰭狀部253的截面253a是等邊三角形。鰭狀部254的截面254a的形狀是圓形且具有兩個直的并且在直徑上相對的突出部。

圖5a至圖8b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式的可移動構件的各種形狀。

圖5a示出了可移動構件5，該可移動構件5的平面部51的形狀是半盤形，在該半盤形的中央半徑處包括類平行六面體形狀的輔助突出部(aileron)53。此外，可移動構件5包括位于半盤形的中央位置處的孔55，從而允許可移動構件5以可旋轉的方式固定至光學傳感器3。圖5b是沿半盤形的中央半徑截取的截面的視圖，示出了截面為梯形形狀的輔助突出部53。

圖6a示出了可移動構件5，該可移動構件5的平面部51具有由兩個半徑界定的扇形的形狀，在所述兩個半徑之間形成小于180°但大于90°的角度θ?？梢苿訕嫾?包括處于扇形的中央半徑處的輔助突出部53。輔助突出部53具有處于與平面部51平行的平面中的三角形截面。同樣地，可移動構件5包括處于扇形的頂點處的孔55，從而允許該可移動構件以可旋轉的方式固定至光學傳感器3。圖6b是沿中央半徑截取的截面的視圖，其示出了橫截面為矩形形狀的輔助突出部53和橫截面為三角形形狀的平面部51。

圖7a示出了可移動構件5，該可移動構件5的平面部51具有以可旋轉的方式在通道57中圍繞半盤的圓心59滑動的半盤形的形狀。可移動構件5包括位于半盤的中央半徑處的把手形狀的輔助突出部53。圖7b是沿著半盤的中央半徑截取的截面的視圖，其示出了輔助突出部53的類梯形形狀的截面。

圖8a示出了可移動構件5，該可移動構件5的平面部51具有由兩個半徑界定的扇形的形狀，在所述兩個半徑之間形成小于90°的角度θ。平面部51被配置成以可旋轉的方式在通道57中圍繞扇形的圓心59滑動?？梢苿訕嫾?在扇形的中央半徑處包括把手形狀的輔助突出部53。圖8b是沿著扇形的中央半徑截取的截面視圖，其示出了截面為類梯形形狀的輔助突出部53。

圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的測量裝置的電學模型。

事實上，包括設置有根據(jù)圖3示例的可移動構件的光學傳感器的測量裝置可以由電路11建模。該電路11包括電流發(fā)生器13、恒定電阻r以及可變電阻r1和r2。事實上，光學傳感器3上的入射光相當于電流的發(fā)生器13，電流強度根據(jù)接收到的照度而變化。光學傳感器3的光電探測器31可以由恒定歐姆導體r以及可變歐姆導體r1和r2的網(wǎng)絡(network)來表示?？勺儦W姆導體r1和r2的電阻值取決于光學傳感器3的自由表面上的照度分布。該分布取決于光學傳感器的自由表面上的可移動構件5。因此，在光學傳感器3的端子處經(jīng)由四元提取連接部33a至33d取樣的電流i1、i2、i3和i4是可移動構件5的角位置的函數(shù)。

圖10示意性地示出了由光學傳感器根據(jù)半盤式可移動構件的取向來傳送的電流強度的圖形化分布。

圖10的圖表更具體地涉及設置有根據(jù)圖5a或圖7a的半盤式的可移動構件5的光學傳感器3的根據(jù)圖9的電學模型。該圖表給出了由四元提取連接部33a至33d根據(jù)可移動構件5的角度(degree)表達的取向而傳送的na的電流強度i1、i2、i3和i4的值。之前已經(jīng)記錄該圖表并且已知四元電流強度i1、i2、i3和i4的電流值，因此獲取及處理單元7(圖1b)可以容易地推斷出可移動構件5的當前取向。

應指出的是，光學傳感器3具有大約1°至5°的角度測量精度。有利地，在半盤式的可移動構件5用于覆蓋光學傳感器3的一半并且在可移動構件下方?jīng)]有泄漏光的情況下，角度測量精度是大約1°，以具有在遮擋區(qū)域與暴露于光的區(qū)域之間的最佳對比度。應指出的是，半盤式的可移動構件5的使用使得其能夠在所有光學傳感器3的響應范圍上使用光學傳感器3。

然而，由光學傳感器3產(chǎn)生的電流強度i1、i2、i3和i4是相對較弱的，并且因此有利的是使用放大器來將其放大。

事實上，圖11示意性地示出了設置有放大器的根據(jù)圖9的電學模型。

由光學傳感器3產(chǎn)生的電流強度i1、i2、i3和i4被放大器15放大并且可選地被轉換成電壓u1、u2、u3和u4。這些電壓u1、u2、u3和u4對應于源于或就是由光學傳感器3輸出的電流強度i1、i2、i3和i4的電信號s1。該電信號s1經(jīng)由帶狀線纜被傳送至獲取及處理單元7。

圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式包括至少一個測量裝置的測量模塊。

該測量模塊21對應于包括基底23的線路板(patch)，在該基底23上布置有至少一個根據(jù)各個上述實施方式的測量裝置。

圖12示例更具體地示出了包括基底23的測量模塊21，在該基底23上布置有設置有可移動構件5的多個光學傳感器3、多個放大器15以及電連接部或帶狀線纜17。有利地，測量模塊21包括基準參照系，從而使得當其安裝在壁9上時，該基準參照系的位置被相對于壁9的參照系確定。

有利地，光學傳感器3、可移動構件5和基底是薄的且柔軟的。例如，包括可移動構件5的光學傳感器具有小于2mm的厚度并且基底23具有小于0.5mm的且優(yōu)選地大約0.2mm的厚度。因此，測量模塊可以以相對非侵入性的方式安裝在任何形狀的壁上，從而很容易適應任何曲率的壁并且不干擾沿壁9的空氣流動。

此外，基底23適于附著于壁9的表面，例如通過雙面膠帶，并且因此容易將其安裝在任何類型的表面上，所述表面可以是平面或曲面。此外，柔性基底23具有對于uv、溫度變化、壓力變化等的耐受性從而與例如在飛行器上的應用相配。

由有機材料制造的光學傳感器3附著于或集成于柔性裝置23。此外，放大器15——其可以由硅制造——也可以附著于或集成于柔性基底23。放大器15可以安裝在光學傳感器3之間或安裝在對應的光學傳感器3的中央處(即光電探測器環(huán)31的中央部分處)。每個電流-電壓放大器15被配置成通過將由對應的光學傳感器3傳送的電流強度i1至i4放大而產(chǎn)生電信號s1(即u1至u4)。

帶狀線纜17適于將電流強度從光學傳感器3傳送至對應的放大器15并且適于收集來自放大器15的電信號以將其傳送至獲取及處理單元7。有利地，線纜通過含銀以有助于導電的膠附著于光學傳感器3和放大器15。含銀的膠避免了輸入/輸出接口的使用，所述輸入/輸出接口通常是厚的。因此，測量模塊21保持小的厚度。

有利地，柔性基底23、光學傳感器3、放大器15和帶狀線纜17由防護性油漆27覆蓋，該防護性油漆27相對柔性、透明且能夠極化，并且具有對于水分、uv、溫度變化、壓力變化等的耐受性從而與在飛行器上的應用相配。

可移動構件5以可旋轉的方式安裝在對應的光學傳感器3上并且當然在油漆層27的上方。因此，可移動構件5在油漆層27上滑動。應指出的是，可移動構件5(以及因此光學傳感器3)就局部空氣動力學特性而言以彼此不干擾的方式布置。例如，每個光學傳感器3的直徑可以是大約10mm，并且兩個相鄰的光學傳感器3的中央之間的距離可以是大約80mm至100mm。光學傳感器3可以以矩陣的方式安置在柔性基底23上。

該測量模塊21能夠減少連接部和電路的數(shù)量，并且此外能夠準確且快速地安裝多個光學傳感器3。當然，測量裝置(設置有可移動構件5的光學傳感器3)也可以單獨地直接地附著于待分析的壁9的表面。

圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于空氣動力學測量沿壁的空氣流動的系統(tǒng)。

測量系統(tǒng)包括測量模塊21和通過帶狀線纜連接至各個光傳感器的獲取及處理單元7。應指出的是，相反，獲取及處理單元7可以集成于測量模塊。

根據(jù)本示例，測量模塊21包括多個測量裝置1。測量模塊21適于安裝在壁9的感興趣區(qū)域上的預定位置中，從而通過測量模塊21的光學傳感器或多個光學傳感器3產(chǎn)生的測量值來表示壁9的空氣動力學特性。

因此，來自一組n個光學傳感器3的一組n個帶狀線纜171-17n適于將由光學傳感器觸發(fā)的電信號s1至sn傳輸至獲取及處理單元7。有利地，獲取及處理電子器件可以以單卡或包括獲取單元71和處理單元73的電子模塊實施，以服務多個光學傳感器3。

獲取單元71被配置成將電信號s1-sn轉化成原始數(shù)字信號n0然后將其傳輸至處理單元73。更具體地，獲取單元71包括多路轉接器和模擬數(shù)字轉換器。其配置成獲取表示每個光學傳感器3的自由表面上的照度分布的電信號s1-sn，并且配置成將這些電信號s1-sn轉換成與可移動構件的取向的當前測量值相關的原始數(shù)字信號n0。有利地，所使用的獲取頻率為大約25hz以檢測可移動構件5的潛在的不穩(wěn)定的振動。

事實上，為了其無損的傳輸，電信號s1-sn例如分別數(shù)字化為10比特(即，其范圍為1024個可能值)。該以10比特的量化產(chǎn)生小的不準確從而引入低水平的量化噪聲。因此，光學傳感器3的1°精度被簡單地降低至量化噪聲。

此外，處理單元72包括微控制器，該微控制器被配置成產(chǎn)生已處理的數(shù)字信號n1，所述已處理的數(shù)字信號n1包括與安裝在n個光學傳感器3上的n個可移動構件5的當前取向和光學傳感器3的預定位置相關聯(lián)的測量值。

有利地，測量系統(tǒng)包括可視化界面75、儲存裝置77和發(fā)送裝置79。

之后，已處理的數(shù)字信號n1可以被傳輸至可視化界面75(例如屏幕)并且/或者傳輸至儲存裝置77和發(fā)送裝置79。因此，能夠在屏幕75上實時顯現(xiàn)光學傳感器3在壁9上的位置以及對應的可移動構件5的當前取向。已處理的數(shù)字信號n1也可以儲存在儲存裝置77中(例如存儲器或數(shù)據(jù)庫)。

有利地，包括與一個或更多個可移動構件5的取向相關的數(shù)據(jù)的已處理的數(shù)字信號n1可以被發(fā)送裝置79實時傳輸至分析中心以被實時分析。

此外，測量系統(tǒng)1可以其本身包括分析裝置81(例如計算機或處理器)，該分析裝置81被配置成根據(jù)傳感器3的預定位置和由已處理的數(shù)字信號n1定義的可移動構件5的當前取向來確定壁9的空氣動力學參數(shù)。這些參數(shù)包括壁流狀態(tài)和壁流線方向。

壁側的流動的狀態(tài)可以歸類為三種狀態(tài)中的一種，即穩(wěn)定狀態(tài)、不穩(wěn)定狀態(tài)和分離狀態(tài)。用于區(qū)別流動行為的準則是基于在給定時刻可移動構件5定位的角度范圍的尺寸。一旦角度范圍明顯脫離零點范圍則流動可以被認為是不穩(wěn)定的，并且一旦角度范圍大于+/-35°則流動可以被認為是分離的。

此外，壁側的氣流線路的方向使得能夠以非常高精確度來局部地和全局地表征流動。

圖14a示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的安裝在飛行器上的測量模塊。

在試驗飛行期間，至少一個測量模塊21安裝在待被分析的飛行器93的至少一個感興趣區(qū)域91上。測量模塊21可以(例如通過雙面膠帶)附著于飛行器93的頂部和/或底部表面比如機翼和機身。當測量模塊21被安裝時，模塊21的基準參照系的位置根據(jù)飛行器的參照系，例如通過定位、通過跟蹤激光或簡單地通過卷尺測量而被確定。

應指出的是，測量模塊21可以包括一個或更多個測量裝置1。還應指出的是測量裝置1也可以單獨地附著于飛行器的不同部分。

來自各個光學傳感器3的電信號被傳輸至機載的獲取及處理裝置。該裝置傳送已處理的數(shù)字信號n1，所述已處理的數(shù)字信號n1包括光學傳感器3在感興趣區(qū)域91上的預定位置以及可移動構件5的當前(即瞬時)取向。已處理的數(shù)字信號n1可以儲存在機載的儲存裝置中并且也可以實時地顯現(xiàn)在屏幕上。

此外，已處理的數(shù)字信號n1可通過機載的分析裝置來實時地分析。事實上，基于已處理的數(shù)字信號n1，分析裝置基于每個可移動構件5的根據(jù)時間的位置和取向來配置指標。這些指標包括例如可移動構件5的根據(jù)基準參照系的角度，以及可移動構件5的取向的根據(jù)時間的變化的程度。在已知由每個可移動構件5指示的方向正切于流動的氣流路線的情況系，這些指標使得能夠分析流動狀態(tài)，并且此外能夠分析飛行器的表面上的氣流路線。這兩類分析可以組合以獲得在飛行器的數(shù)字模型上的流動的表示。

事實上，圖14b示出了組合了流動狀態(tài)和氣流路線的分析。路線41表示氣流路線在可移動構件的位置處的方向，并且以顏色表示(本文中被灰色標記43表示)流動的狀態(tài)，該流動的狀態(tài)是定義的指標的函數(shù)。文中灰色程度反應每個可移動構件的擾動的程度。

或者，鑒于已處理的數(shù)字信號n1包括有限數(shù)量的數(shù)據(jù)項(即光學傳感器的恒定位置和可移動構件的當前取向)，則通過機載發(fā)送裝置該信號可以很容易地被實時地傳輸至地面，以便由地面上的專家實時地分析。當然，該分析也可以在飛行器著陸之后脫機執(zhí)行。