技术领域本实用新型涉及飞机压力检测技术领域，具体涉及一种飞机表面压力检测系统。
背景技术：
传统的设计概念中蒙皮只是满足气动、强度等要求的构造结构，需要加装传感器时就在蒙皮上凿孔，带来不必要的结构等各类损失，集成水平低。未来战争日趋复杂多变，多维战场环境日益严峻且相互渗透，对武器装备生存能力的要求越来越高；另一方面，军用飞行器的设计也日趋复杂化、集成化、多功能多用途化。这两者对空间有限的空中武器平台的设计工作构成了相当的挑战，而智能蒙皮概念的出现以及新型光导器件在其上的应用为这一难题提供了一个理想的解决方案。智能蒙皮是20世纪70年代由美国空军提出的新技术构想，指在航天器、军舰、潜艇的外壳内植入智能结构，包括探测元件、微处理控制系统和驱动元件，可用于监视、预警、隐身和通信等目的。80年代末，法国国家航空空间研究院、泰勒斯公司和达索将智能蒙皮概念与共型天线、分布式孔径天线、光纤技术等相结合，指出未来军用飞行器的设计将因智能蒙皮的出现而发生根本性变化。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种飞机表面压力检测系统，利用智能蒙皮检测飞机表面的压力，以解决或至少减轻背景技术中所出现的至少一处的问题。本实用新型的技术方案是：提供一种飞机表面压力检测系统，包含蒙皮、光纤、敏感膜片、光电偶合器、激光器、波分复用器及解复用器；其中，所述蒙皮包含外层蒙皮及内层蒙皮；所述敏感膜片设置在所述外蒙皮层与内蒙皮层之间，所述敏感膜片与所述内层蒙皮之间设置有反射腔；所述内层蒙皮与所述反射腔相对的另一侧面设置有缓冲件；所述光纤的一端与所述激光器连接，另一端与所述光电耦合器连接；所述光纤上设置有多个分支光纤，任一所述分支光纤的另一端与所述缓冲件连接，且所述光纤分支靠近所述反射腔的端面镀有反射层；所述波分复用器设置在所述激光器的输出端，所述解复用器设置在所述光电偶合器输入端，激光器发射的信号首先经过波分复用器进行波分复用，不同波长的光进入相应反射腔反射后由于压力产生的蒙皮形状变化而使反射腔内反射得到的光强发生变化，从而获得所需压力信息，再经过解复用器进行解波分复用后进入光电偶合器。优选地，所述内层蒙皮与所述敏感膜片贴合的侧面上设置有凹槽，所述凹槽与所述敏感膜片形成反射腔。优选地，所述缓冲件为由缓冲材料与环氧树脂组成的复合材料制成，所述分支光纤的一端埋置在所述缓冲件内，所述分支光纤的轴线与所述内层蒙皮垂直。优选地，所述分支光纤的端面与所述内层蒙皮之间设置有空腔。优选地，所述反射腔在飞机的机翼前缘沿展向布置有多个。优选地，所述多个所述反射腔均对应设置有1个单独的敏感膜片。优选地，所述反射腔设置为圆形凹槽，所述圆形凹槽的直径大于所述分支光纤的直径。优选地，所述光纤分支为单模光纤。优选地，所述光纤分支与所述反射腔对应的端面反射层的反射率为50％～75％。本实用新型的优点在于：本实用新型的飞机表面压力检测系统有助于减轻飞行器重量，节省空间，简化设计。传统的设计概念中蒙皮只是满足气动、强度等要求的构造结构，需要加装传感器时就在蒙皮上凿孔，带来不必要的结构等各类损失，集成水平低。使用本实用新型的检测系统有利于使设计的新型飞机节省重量与空间，设计简化。而将各类光纤器件用作蒙皮内的传感器和数据传输系统，更能发挥光纤质量轻、体积小的优势，节省了普通电缆连接和信息集中处理所占据的空间，省去了大量导线、电缆、屏蔽线。有利于信号的发射、接收与处理。很多结构表面在这种情况下对各种射频信号来说是透明的，或者具有可控属性以方便信号发射和接收。由于采用分布式设计，例如用一根光纤测量机构上空间无限多自由度的参数分布，天线和传感器分布可覆盖75％的飞机蒙皮，可以提供从几兆赫到光频范围的孔径。围绕机体大量分布的天线可以在飞机周围形成球形搜索区域，减少了对外挂吊舱的需求。另外，基于光纤的智能蒙皮具有高效的复用能力，包括波分、空分、频分复用，可以大大提高计算于处理速度。有利于飞机的隐身与抗电磁干扰。信息在光纤等光器件内传播，天然具有抗电磁干扰、抗(核)电磁脉冲的能力，光信息本身根本不会与电磁场产生作用，因此具有很强的抗主动/被动干扰能力。而且，在现有飞机上，红外和激光旋转平台、天线，甚至控制面的凸出物，都增强了飞机的信号特征，使敌方传感器很容易探测到。智能蒙皮在不失去所需功能的同时可以大面积覆盖飞机的外部特征信息，以反捕捉、识别和跟踪，实现隐身。有助于提高飞行器飞行性能。光纤器件测量灵敏度高、传输频率带宽宽。光纤器件组成的传感网络与计算机相连，可对飞行器的参量进行实时测量，借助与执行系统联动，动态调整飞行器状态，以获得最佳飞行性能。待测量参量会调制光纤中的传输光，通过调解可获知光纤周围任一点的待测量的情况。根据不同的飞行条件改变机翼形状参数如机翼的弦高、翼展方向的弯曲和机翼厚度，采用最优化算法，使机翼能增加升阻比、改进机动操作能力、提升空气动力学能力、延迟在机翼的空气流动分离。有助于提高飞行器的可靠性。采用蒙皮和嵌入光纤，感知飞机的应力，并对此做出反应。可以利用这些信息进行损伤和故障评定，从而判断飞机是否达到结构强度的极限，记录结构强度变化情况。附图说明图1是本实用新型一实施例的飞机表面压力检测系统的示意图。图2是本实用新型一实施例的飞机表面压力检测系统的原理图。其中，1-外层蒙皮，2-分支光纤，3-敏感膜片，4-反射腔，5-内层蒙皮。具体实施方式为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。智能蒙皮的定义即是将探测元件、驱动元件和微处理控制系统等在电、磁、热、机械运动、光、声、流变特性等之间存在耦合作用，可以完成动作和传感两大功能的结构与单元与基体材料相融合，形成的具有识别、分析、判断、动作等功能的一种新型结构，超越了传统蒙皮在承受局部气动载荷、维持机翼气动外形、保护内部器件等的功能局限；而灵巧蒙皮除有上述功能外，还具有强化隐身、减震降噪、感知机体与外界参数、接收发送信号、以及减轻载重等作用，是一种基于光纤器件的智能蒙皮。光纤技术由于自身众多的优点极为有效地促进了智能蒙皮的发展，光纤传感器灵敏度高，结构简单，动态范围大，本实用新型的技术则是利用光纤嵌入蒙皮内部，通过蒙皮的变化来检测飞机表面的压力。本实用新型的传感原理是：如附图2所示，基于一对平行放置的高反射薄膜，其反射率R1、R2接近等于1，折射率设为T1、T2，且其内部反射面与理想几何平面的平滑度偏差不超过1/20波长。两薄膜之间的空间形成腔体，即F-P腔，腔长为L，腔内介质折射率为n，入射光为Ii,F-P腔输出的反射光强与透射光强分别为IR和IT。根据光学原理可以得到，F-P腔的总体反射率RFP与折射率TFP分别满足下式：RFP=R1+R2+2R1R2cosθ1+R1+R2+2R1R2cosθTFP=T1T21+R1+R2+2R1R2cosθ]]>其中，θ＝4πnL/λ,为经过F-P腔往返一次产生的相位移，由于R1≈R2＝R，且按照经典的多光束干涉原理，可得到F-P腔输出的反射光强与透射光强分别为：IR=2R(1-cos4πnL2λ)1+R2-2Rcos4πnL2λIiIT=(1-R)21+R2-2Rcos4πnL2λIi]]>当R很小时，如小于等于0.05，IR可以简化为下式：IR=2R(1-cos4πnL2λ)Ii]]>从此式可知，当入射光波长λ与强度Ii一定时，F-P腔腔长L是输出光强与腔内介质折射率的函数；因此，我们可以通过测量光纤输出的光强度的变化，进行分析计算得到腔长的相应变化量，即感知应变、压力、压强等参数。在本实施例中，如图1所示，一种飞机表面压力检测系统，包含蒙皮、光纤、敏感膜片3、光电偶合器、激光器、波分复用器及解复用器；其中，所述蒙皮包含外层蒙皮1及内层蒙皮5；敏感膜片3设置在外蒙皮层1与内蒙皮层5之间，敏感膜片3与内层蒙皮5之间设置有反射腔4；内层蒙皮5与反射腔4相对的另一侧面设置有缓冲件6；光纤的一端与所述激光器连接，另一端与所述光电耦合器连接；光纤上设置有多个分支光纤2，任一分支光纤2的另一端与所述缓冲件6连接，且光纤分支2靠近反射腔4的端面镀有反射层；波分复用器设置在激光器的输出端，解复用器设置在光电偶合器输入端，激光器发射的信号首先经过波分复用器进行波分复用，不同波长的光进入相应反射腔反射后由于压力产生的蒙皮形状变化而使反射腔内反射得到的光强发生变化，从而获得所需压力信息，再经过解复用器进行解波分复用后进入光电偶合器。光经由光纤出射被蒙皮下的反射层反射又回光纤，被光电耦合器探测到光强，当蒙皮发生形变时，会引发反射腔腔长发生变化，进而改变反射光强，通过分析解算光强的变化就可以得到所需飞行参量。这种结构的优势在于利用复合材料内嵌于蒙皮之中，且由于只采用单根光纤测量反射光强而不是透射光强，更适合全飞行器分布式测量，实时动态监测飞行器全机各个部位的状态变化，并作出决策。光纤的分布式技术与光纤传感原理相结合，将传感光纤沿被测场分布，对被测场的空间和时间行为进行实时监测，分析后向散射光的分布变化；其中，布里渊散射光可度量温度和压力变化。分布式技术中，光纤既是传输媒介又是传感单元，系统中结合波分复用技术，在波分复用或时分复用的情况下，多个传感光纤只需一根光线数据总线，在实现全光网络抗干扰的同时对物理量分布式测量。波分复用器和光谱仪、光电检测器将包含实时温度/压力等信息的的光信号从噪声中提取并解调分析得到所需参量；测量光纤中光波传播速度与后向光时间间隔，可对发生变化的点进行定位。在本实施例中，内层蒙皮5与敏感膜片3贴合的侧面上设置有凹槽，凹槽与敏感膜片3形成反射腔4。可以理解的是，还可以在外层蒙皮1与内层蒙皮1相对应的侧面上设置凹槽，且凹槽的深度大于敏感膜片3的厚度，敏感膜片3设置在凹槽内，敏感膜片3与内层蒙皮5之间形成反射腔4；还可以在外层蒙皮1与内层蒙皮5相对应的侧面上的相对位置各设置一个凹槽，并将敏感膜片3设置在凹槽内，形成反射腔4。在本实施例中，所述缓冲件6为由缓冲材料与环氧树脂组成的复合材料制成，分支光纤2的一端埋置在缓冲件6内，分支光纤2的轴线与内层蒙皮5垂直。环氧树脂用于密封缓冲材料与分支光纤2之间的间隙。在本实施例中，分支光纤2的端面与内层蒙皮5之间设置有空腔。空腔从分支光纤2的端面至内层蒙皮5之间的距离根据具体激光器的波长选定，设置空腔的优点在于，有利于光穿过内层蒙皮5进入反射腔4。在本实施例中，反射腔4在飞机的机翼前缘沿展向布置有多个。可以理解的是，反射腔4可以根据需要检测的位置，在飞机表面的蒙皮上设置有多个。由于采用分布式设计，例如用一根光纤测量机构上空间无限多自由度的参数分布，天线和传感器分布可覆盖75％的飞机蒙皮，可以提供从几兆赫到光频范围的孔径。围绕机体大量分布的天线可以在飞机周围形成球形搜索区域，减少了对外挂吊舱的需求。在本实施例中，多个所述反射腔4均对应设置有1个单独的敏感膜片3。可以理解的是，当反射腔4设置的密度较大时，可以利用一个敏感膜片3覆盖多个反射腔4。在本实施例中，反射腔4设置为圆形凹槽，圆形凹槽的直径大于分支光纤2的直径。可以理解的是，反射腔4的形状还可以设置为四方形、三角形等多种形状，但各种形状均应满足分支光纤2的端面投影能够落在反射腔4的内部。在本实施例中，光纤分支2为单模光纤。其优点在于，单模光纤只允许单一模式的一束光在其中传播，精度高色散小。在本实施例中，光纤分支2与反射腔4对应的端面反射层的反射率为50％～75％。可以理解的是，反射层的反射率可以根据具体需要选取，例如，在一个备选实施例中，光纤分支2与反射腔4对应的端面反射层的反射率为60％。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。