一、引言
飞机起落架减震筒深孔（深度 2000-4000mm，直径 60-180mm）作为缓冲关键结构，其内壁轮廓精度直接影响起落架减震性能与疲劳寿命。该类深孔常含变径段、阻尼孔等复杂结构，传统测量方法面临效率低、精度不足等挑战。激光频率梳 3D 轮廓检测技术凭借长量程、纳米级精度及非接触特性，为减震筒深孔测量提供创新解决方案。
二、传统减震筒深孔测量方法的局限性
（一）接触式测量的效率与精度瓶颈
内径千分尺对 3000mm 深孔逐点测量需耗时超 6 小时，且探针弯曲导致直径测量误差达 ±0.15mm。机械臂式接触测量的探头在深孔内摆动误差（＞0.8°）使轮廓坐标偏差超 ±0.12mm，无法满足减震筒 ±0.02mm 的装配精度要求。
（二）非接触式测量的适应性不足
工业 CT 检测受金属壁厚限制，对 200mm 以上减震筒深孔，图像分辨率降至 0.8mm，难以识别≤0.5mm 的阻尼孔边缘缺陷。激光三角法在深孔中受漫反射与多路径效应影响，测量距离超 2500mm 时精度降至 ±0.2mm，且无法完整获取变径段轮廓数据。
三、激光频率梳检测系统原理与架构
（一）硬件系统构成
检测系统由飞秒激光频率梳光源（重复频率 150MHz，相干长度＞6m）、刚性支撑内窥模块（直径 35-60mm，工作距离 0-5m）、六轴机械臂（定位精度 ±0.003mm）及相位干涉探测器组成。特制双焦段光学镜头（视场角 65°/45°）配合自适应光束整形技术，实现深孔内壁均匀照明与光斑直径≤3μm 的聚焦能力。
（二）测量原理
基于光频梳相干测距与偏振光干涉融合原理，发射的飞秒脉冲经偏振分束器分为测量光与参考光。测量光入射至深孔内壁，反射光经偏振滤波后与参考光干涉，频域分析获取飞秒级时间差 Δt，通过公式d = c \cdot \Delta t / 2计算距离。结合螺旋扫描轨迹构建三维点云，轴向精度达 ±3μm，径向 ±1.5μm。
四、减震筒深孔测量方法
（一）变径段自适应扫描策略
针对含阻尼孔的变径深孔，采用分段变步长扫描：先以 80mm 层间距粗扫识别结构特征，对直径突变区域（如阻尼孔附近）启用 0.05mm 步长精扫。通过深度学习算法（YOLOv7）识别阻尼孔位置，机械臂实时调整扫描轨迹，确保阻尼孔边缘点云密度达 30 点 /μm²。
（二）多物理场数据融合算法
开发偏振度 - 光强 - 温度 - 振动四场融合算法：通过 1030nm/1550nm 双波长偏振激光解算相位，偏振度分布识别油污与金属氧化层；引入 ±0.03℃精度温度传感器补偿温漂，30kHz 采样振动传感器抑制环境干扰。采用非局部均值滤波与形态学滤波组合去噪，通过 RANSAC 算法拟合变径段特征线，实现锥度角测量误差＜0.001°。
五、实验验证与应用
（一）主起落架减震筒深孔检测
对某型客机主起落架减震筒深孔（直径 160mm，深度 3200mm，含 5 处变径段）检测，螺旋扫描（螺距 0.3mm）获取点云密度 15 点 /mm²。结果显示，变径段过渡圆角误差≤0.01mm，阻尼孔直径偏差≤0.008mm，效率较传统提升 45 倍，识别出 3 处≤0.05mm 的阻尼孔边缘毛刺。
（二）前起落架减震筒锥度深孔检测
在前起落架减震筒锥度深孔（直径 80-120mm，深度 2500mm，锥度 1.5°）检测中，分区扫描（分 4 区），公共特征点配准误差＜8μm。测量显示，锥度角误差≤0.0015°，大端与小端直径偏差≤0.015mm，检测时间从 7 小时缩至 42 分钟，满足减震筒与活塞杆的配合精度要求。
（三）应力集中区精细测量
针对减震筒深孔阻尼孔连接处应力集中区，启用 0.015mm 步长局部扫描。在某型起落架疲劳试验件检测中，捕捉到阻尼孔边缘≤30μm 的微裂纹，该裂纹导致应力集中系数增加 20%，为减震筒结构疲劳分析提供关键微观数据。
六、技术优势分析
该检测方法在减震筒深孔测量中优势显著：非接触偏振光测量避免硬铬镀层损伤，适用于大修复检测量；0-5m 测量范围与 ±1.5μm 径向精度满足全尺寸检测；三维轮廓与减震动力学仿真融合，可评估轮廓误差对缓冲性能的影响。深径比＞30 时，效率较传统提升 50 倍以上，为飞机起落架减震系统的精密制造提供核心检测技术。
激光频率梳3D光学轮廓测量系统简介：
20世纪80年代，飞秒锁模激光器取得重要进展。2000年左右，美国J.Hall教授团队凭借自参考f-2f技术，成功实现载波包络相位稳定的钛宝石锁模激光器，标志着飞秒光学频率梳正式诞生。2005年，Theodor.W.Hänsch（德国马克斯普朗克量子光学研究所）与John.L.Hall（美国国家标准和技术研究所）因在该领域的卓越贡献，共同荣获诺贝尔物理学奖。
系统基于激光频率梳原理，采用500kHz高频激光脉冲飞行测距技术，打破传统光学遮挡限制，专为深孔、凹槽等复杂大型结构件测量而生。在1m超长工作距离下，仍能保持微米级精度，革新自动化检测技术。
核心技术优势
①同轴落射测距：独特扫描方式攻克光学"遮挡"难题，适用于纵横沟壑的阀体油路板等复杂结构；
（以上为新启航实测样品数据结果）
②高精度大纵深：以±2μm精度实现最大130mm高度/深度扫描成像；
（以上为新启航实测样品数据结果）
③多镜头大视野：支持组合配置，轻松覆盖数十米范围的检测需求。
（以上为新启航实测样品数据结果）