1电阻应变片测量旋翼系统负荷的不足
旋翼系统是直升机的主要升力和控制力来源，旋翼系统中的叶片和轮毂部件由于气弹耦合，在飞行过程中始终处于交变载荷的工作状态。因此，为了提高直升机的安全性，有必要实时在线测量旋翼系统中的交变载荷，并为叶片和轮毂部件的寿命估计积累数据。目前主要采用电阻应变片测量旋翼系统载荷，但该方法存在以下不足。
首先，容易受到温度、湿度、电磁干扰等外部环境的影响，测量结果容易产生偏差。
其次，直升机旋翼系统的载荷或应变测量通常需要多达30个测点和数百根导线，不仅贴片和粘贴周期长，而且影响叶片的动平衡和气动特性。
第三，由于制造工艺的原因，复合易造成叶片内部结构缺陷。现有的电阻应变测量方法只能监测叶片有限的离散截面，难以及时发现。
光纤光栅传感器的基本原理和功能
2.1光纤光栅传感器原理
光纤光栅是利用紫外线曝光技术在光纤纤芯中形成折射率的周期性分布结构。λ进入光纤光栅时，由于其自身的波长选择性，只能反射特定波长的光，然后通过光栅解调器或光谱仪测量反射光的波长变化，可以实现测量结构的应变和温度的测量。这使得应力应变成为光栅布拉格波长漂移最直接的外部因素，这也是光纤布拉格光栅作为基本物理参数的原因。同时，光纤光栅的波长漂移也受到温度的影响，在实际应力测量中需要使用光纤光栅温度补偿传感器，以克服温度对应变测量的影响。
2.旋翼系统2的应用原理
首先，根据应变测量的需要，沿长度方向提前在光纤上雕刻不同中心波长的光栅；其次，光纤通过粘贴和预埋固定在旋翼系统叶片和桨毂部件的表面或结构内部；最后，当旋翼系统部件受到外部载荷的轻微应变时，光刻在光纤相应位置的光栅中心的波长会发生变化。通过调理器对接收到的反射光进行处理和分析，可以得到应变的位置和大小信息，整合所有位置的光栅信号，最终得到旋翼系统部件的应变分布和载荷分布。
3国外发展状况、水平和趋势
光纤光栅传感技术能够满足智能材料健康检测的长期性、稳定性、高精度和分布式要求，成为实现智能材料结构在线监测和安全评价的重要技术手段之一。利用先进的光纤光栅传感技术有效实现智能材料结构的健康状态，实时监测发挥重要作用，开发新的旋翼叶片载荷识别。
在航空领域，基于光纤传感系统的结构健康监测技术作为保证复合材料可靠性、降低维护成本、提高飞机安全的关键技术，被大量航空公司视为首要研究技术之一。2010年，国家宇航局（NASA)在改进的B无人机翼表上，分布式光纤监测结构的完整性表明，使用光纤进行翼表结构应变监测不影响飞行时的空气动力学性能，而且可以实时、充分、安全地提供翼形状信息。研究进一步表明，该试验通过光纤监测结构的完整性来发展机翼变形的主动控制，使飞机在起飞、巡航和着陆时获得最佳的空气动力学性能[1]。
此外，NASA还实施了光纤敏感结构和皮肤覆盖计划，首次将光纤传感器埋入先进的聚合物复合材料皮中，以监测复合材料的应变和温度。基于光纤光栅传感器可以形成分布式传感网络的特点。
为了实现对结构应力和温度的准分布监测，洛克希德马丁将光纤Bragg粘贴在光栅传感网络上X-33液氢燃料罐结构及保温层结构表面。
2013年，德国的VivienSchukar等人将FBG集成在玻璃纤维中，制备了一种以玻璃纤维复合材料为载体的复合材料FBG应变片，该FBG应变片具有优异的温度敏感性和耐疲劳性，可长期使用，应变测量范围高，可用于航空航天复合材料和风机叶片的健康监测。
目前国外波音、空客、空客、NASA航空航天公司和机构的应用是未来直升机叶片载荷测量的发展方向。
4国内发展状况、水平和趋势
我国对光纤光栅传感器的研究起步较晚，时间较短，但与发达国家相比，商业化和工业化仍存在相当大的差距，特别是工程应用尚未完全开放。近年来，我国对光纤光栅的研究也非常活跃，取得了许多研究成果。
中国科学院半导体研究所、大连理工大学、武汉理工大学等单位已成功生产光纤光栅。南京航空航天大学智能材料与结构健康监测研究所梁大凯等研究对象以某种机翼箱段为研究对象，构建了基于波分复用结构的分布式光纤Bragg光栅传感网络测量箱段试件应变监测系统采用波长监测方法，有效监测箱段结构的负荷[2]。
2013年，北京航空航天大学郭艳丽介绍了基于瑞利背向散射的高密度分布式光纤传感技术，并成功实现了复合单向层压板的分布式应变测量。结果表明，该系统具有高空间分辨率的应变监测能力，其高精度特性可以定位和分析构件的关键部件。
近年来，常琦等人提出利用光纤布拉格光栅测量结构应变场分布，通过神经网络判断结构损伤，对典型飞机碳纤维复合材料箱段墙板结构进行健康监测研究。研究表明，光栅布拉格光栅作为传感器栅可以更好地应用于航空材料的结构健康监测，神经网络的识别方法可以更准确地识别结构损伤的位置和程度。
在直升机应用领域，旋翼旋转时交变载荷的测量主要依靠传统的电测技术，光纤光栅测量技术仍处于起步阶段，仍需进一步研究。
