流體壁面剪應力是最基本的流體力學參量之一，是研究邊界層流動狀態(tài)的直接物理量，精細掌握與控制摩擦阻力最重要的依據，對物體表面進行剪應力測量，能夠掌握物體表面流場狀態(tài)，為外形、結構優(yōu)化提供基礎數據。但由于剪應力量值極小、動態(tài)性高、被測流場極易受到干擾破壞，國內外一直沒有形成有效測試手段更無專門工程化儀器，影響了相關科技工業(yè)發(fā)展和重大工程建設。

近日，西北工業(yè)大學空天微納系統(tǒng)教育部重點實驗室研究團隊研制出世界首臺流體壁面剪應力測試儀。該儀器在高性能微型敏感探頭技術、微弱信號抗干擾電測系統(tǒng)技術及復雜惡劣工作環(huán)境探頭封裝保護技術上為大型客機、航空發(fā)動機、水下航行器外形設計及河口海岸工程提供有效測試數據支撐。

據悉，該測試儀充分利用微機電系統(tǒng)（MEMS）技術高度集成、靈敏度高、動態(tài)性好的獨特優(yōu)勢，通過建立微加工工藝及測試規(guī)范，研發(fā)出柔性熱敏薄膜微傳感器和浮動式剪應力微傳感器兩類關鍵核心器件。儀器配備多通道探頭，能捕捉不同位置流場數據并進行流動狀態(tài)分析，成套流體壁面剪應力測試儀器測量范圍0-60Pa，分辨率0.3Pa，精度5%，并具有對流場干擾小的優(yōu)點。

西北工業(yè)大學科研團隊與中國空氣動力研究與發(fā)展中心、中國商飛上海飛機設計研究院、中航北京長城計量測試技術研究所、中國船舶科學研究中心、南京水利科學研究院展開研發(fā)合作，深度參與了這些單位的航空航天氣動實驗、民機氣動測試、水下航行器測試、河口海岸工程水動力學試驗等。測試結果為C919、ARJ21等大型客機以及航空發(fā)動機、水下航行器和等氣動及水動力學優(yōu)化優(yōu)化設計提供了技術支持。經過抗電磁干擾、抗振動沖擊等一系列可靠性測試優(yōu)化，該儀器達到了國家標準GB/T6587-2012（電子測量儀器通用規(guī)范）要求，能夠在復雜工作環(huán)境下保持正常工作。

目前，該團隊已完成微傳感器探頭、儀器整機工程化制造與測試平臺，建成儀器生產所需的精密加工、裝配等工藝和可靠性質量保障體系，預計3年內，將達到年產整機150臺生產能力。