An Analytical Fiber Bragg Grating Sensor-Network Framework for Deformation Monitoring of Spacecraft and Launch-Vehicle Structures

Journal of Sensor and Actuator Networks, 2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/jsan15050071
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Spacecraft and launch-vehicle structures require lightweight multipoint monitoring under combined mechanical, thermal, and environmental loads. This study presents an analytical fiber Bragg grating (FBG) sensor-network workflow integrating reference-grating temperature compensation, regional strain assessment, opposite-surface curvature sensing, wavelength-division-multiplexing allocation, and strain-to-shape reconstruction. The deterministic compensation case is used only as a self-consistency check, whereas practical robustness is assessed through 10,000 Monte Carlo trials incorporating packaged-coefficient mismatch, temperature nonuniformity, wavelength noise, strain-transfer variation, drift, and calibration uncertainty. The calibrated estimator achieved a median strain mean absolute error of 1.73 με and a 95th-percentile error of 4.22 με. The defined finite-element benchmarks produced a maximum engine-mount truss strain of 456.2 με under the defined loads and a median full-field panel-reconstruction normalized root-mean-square error of 1.29% for 18 sensing locations with 2 με noise. Conservative WDM analysis yielded 54, 13, and 16 channels for three operating envelopes, and the prescribed random-vibration spectrum produced 6.78 grms. These results demonstrate a reproducible numerical proof of concept and define practical limits for compensation, spectral allocation, curvature interpretation, and inverse reconstruction; they do not constitute experimental validation or flight qualification.