火箭回收不僅是航天技術的重要方向，更是開啟太空經濟新時代的關鍵，將極大降低航天發(fā)射成本，使太空探索與衛(wèi)星部署更加經濟可行。對于運載火箭著陸支腿性能進行試驗模擬，精確的測試和分析對于確保飛行器的安全著陸和順利回收復用至關重要。近年來，高速三維數(shù)字圖像相關（Digital Image Correlation，簡稱DIC）的創(chuàng)新技術正在迅速崛起，為工程師們提供了前所未有的測試能力。

某航天科技公司為了研究新一代液體可回收復用運載火箭安全著陸問題，通過運載火箭著陸支腿位移軌跡測量試驗，采用新拓三維XTDIC-STROBE三維高速動態(tài)測量系統(tǒng)，對火箭著陸支腿瞬態(tài)位移軌跡進行測量，通過分析特征點變化，獲取支腿重載支撐下的瞬態(tài)位移、位移分析曲線等數(shù)據(jù)，為運載火箭著陸模擬試驗提供數(shù)據(jù)支撐。

火箭著陸支腿的作用主要涉及火箭回收返回段，特別是在一子級要再入大氣層并實現(xiàn)穩(wěn)妥著陸，火箭著陸支腿要承受異常復雜多變的力、熱環(huán)境。對于入軌級火箭開發(fā)的著陸緩沖機構（著陸支腿）的位移軌跡測量，XTDIC-STROBE三維高速動態(tài)測量系統(tǒng)可以提供精確的位移軌跡測量數(shù)據(jù)，幫助工程師和科學家分析和優(yōu)化火箭著陸支撐結構的設計。

可回收復用運載火箭著陸模擬試驗

理解火箭著陸支腿結構瞬態(tài)位移，可以幫助工程師確定運行參數(shù)和進行載荷性能估算。采用XTDIC-STROBE三維高速動態(tài)測量系統(tǒng)，高速相機采集圖像，XTDA分析軟件輸出關鍵點的坐標和兩點之間的相對位移。它是一種非接觸式技術，無需繁瑣的傳感器，可生成瞬態(tài)全場3D位移及位移曲線，通常比傳統(tǒng)傳感方法更快、數(shù)據(jù)更豐富全面。

試驗目的

測量運載火箭著陸支腿在重載下的瞬態(tài)位移，試驗數(shù)據(jù)作為重要參考，有利于分析火箭著陸支腿載荷性能，測試支腿在極限工況下的可靠性，優(yōu)化高空垂直回收的結構設計。

DIC設備CCD工業(yè)相機數(shù)字圖像采集

由于著陸過程是瞬態(tài)的，采用高速相機實時采集準確識別的圓形標記點追蹤實現(xiàn)立體匹配，實時監(jiān)測支腿位移變化，并計算得到關鍵點位移動態(tài)變化、兩點間的相對位移曲線。

DIC軟件分析試驗數(shù)據(jù)結果

XTDIC-STROBE系統(tǒng)搭配的XTDA軟件通過在不同圖像匹配特征點，跟蹤特征點的位置變化，計算出特征點與兩點之間的位移曲線，分析重載沖擊下引起的緩沖可伸縮支腳的位移變化，并生成可視化的結果。

DIC技術在航空航天領域的更多應用

隨著技術的不斷進步，DIC技術在航空航天領域的應用前景愈發(fā)廣闊。以下是DIC技術在航空航天領域的應用方向： 

與有限元分析的深度集成：DIC測量結果能更直接、更無縫地與有限元分析進行比較和集成，進一步提高仿真模型的準確性。

風洞試驗應用：在風洞試驗中，DIC技術可捕捉流場對結構的影響，為空氣動力學研究提供新的視角。

高溫環(huán)境應用：DIC技術可用于極端高溫環(huán)境下的測試，以滿足航空航天領域的特殊需求。

疲勞測試：DIC技術可以于結構疲勞試驗與壽命評估分析，了解在受到應力或應變荷載重復作用下結構的性能及變化規(guī)律，實現(xiàn)結構疲勞壽命評估。

結構完整性評估：通過使用多臺攝像機和數(shù)字圖像相關技術（DIC），工程師可以創(chuàng)建測試對象的3D模型，測量位移和應變，驗證虛擬模型的準確性。

實時數(shù)據(jù)處理和分析：開發(fā)更快速的算法和硬件，實現(xiàn)DIC數(shù)據(jù)的實時處理和分析，為工程師提供即時反饋。

多尺度測量DIC技術：可捕捉宏觀和微觀變形的DIC系統(tǒng)，提供更全面的材料和結構行為信息。

數(shù)字圖像相關DIC技術正在為航空航天工程帶來革命性的變革。它不僅提供了前所未有的測試能力，還大大提高了測試的效率和精確度。隨著技術的不斷成熟和應用范圍的擴大，DIC有望成為航空航天工程中不可或缺的工具，具有更豐富的創(chuàng)新應用場景，為飛行器的設計、測試和驗證提供更加全面和可靠的數(shù)據(jù)支持。