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Satelliten-Qualifizierung und Schwingprüfungen

Satelliten-Qualifizierung und Schwingprüfungen

Satelliten, welche bei Kommunikations- und Militäranwendungen eingesetzt werden, sind komplexe und kostspielige Systeme. Sie werden umfassenden Produktqualifizierungs- und Belastungstests ausgesetzt, um während des Starts, dem Aussetzen und dem langfristigen Betrieb, Haltbarkeit zu gewährleisten.

Wegen der hohen Kosten sind Satellitenvibrationsqualifizierungstests inzwischen die meist überwachten und genauesten Tests in der Welt. Schwingprüfungen werden oft mit hunderten von Kanälen simultaner Datenaufzeichnungen des Schwingkontrollers durchgeführt. Mehrfachshakertests werden häufig mit extrem großen Nutzlasten oder für die Simulation mehrerer Freiheitsgrade gefahren. Egal ob die Anwendung für den Schwingkontroller mit großer Kanalzahl oder für Multi-Shakerkontroller gedacht ist, SignalStar Matrix Vibration Controllers sind speziell für diese fordernden Anwendungen entwickelt worden.

Gleitsinustests sind ein wichtiges Element für die Satellitenqualifizierung. Seit Tests auf eigentlicher Flughardware durchgeführt werden, ist die Vorbeugung durch Testläufe von entscheidender Wichtigkeit, genau wie die Fähigkeit Kanalbegrenzungen bei einer unlimitierten Kanalzahl anzuwenden. Kanalbegrenzungen werden verwendet, um die maximal erlaubte Vibrationsstärke an speziellen Positionen des Testobjektes zuzuführen. Wenn diese Begrenzung erreicht ist, werden die Antriebssignale limitiert um den Testlevel zu reduzieren. Ebenso kann eine Kraftbegrenzung zum Einsatz kommen, um ein „Übertesten“ vorzubeugen. Bei der Kraftbegrenzung werden Kraftaufnehmer an der Schnittstelle zwischen dem Shakertisch und dem Satelliten geschaltet. Gewöhnlich werden analytische Modelle verwendet, um die Kraftbegrenzungsprofile ableiten zu können, diese Profile sind dann zu den Kraftaufnehmerkanälen zugeteilt. Neue Funktionen in den SignalStar Schwingregelsystemen erlauben es dem Benutzer die transformative Kraftsummierung in der Software durchzuführen, ohne dafür externe Hardware einsetzen zu müssen.

Während es bisher nur üblich war, Prüfteile auf Überprüfungsbedingungen zu überwachen, ist es durch Weiterentwicklungen der Vibrationsprüftechnologie jetzt auch möglich, die gesamte Testsystemumgebung zu Überwachen, als erweiterter Schutz für hochwertige Prüfteile. Dies erfolgt durch eine Echtzeitüberwachung des Schwingungsprüfsystems und der externen Ressourcen, z. B. der Stromversorgung der Anlage. Wenn ein Abschaltereignis erkannt wird, aktiviert das Schwingprüfsystem sofort einen vom Benutzer konfigurierbaren, kontrollierten Abschaltvorgang des Schwingprüfsystems, um eine Beschädigung z.B. eines Satelliten oder eines Raumfahrzeugs durch eine unkontrollierte Abschaltung zu verhindern. Die NASA vertraut darauf, dass SignalStar Matrix Vibration Controllers und SignalForce Amplifiers jetzt ein solches kontrolliertes Herunterfahren durchführen können – selbst bei einem kompletten Ausfall der Stromversorgung der Einrichtung.

Shaker drive voltage shutdown profile after loss of facility power

Shaker drive voltage shutdown profile after loss of facility power.

In Fällen in denen Schwingregelsysteme nicht die benötigte Kanalzahl für einen spezifischen Test haben oder wenn ein unabhängiges Analysesystem benötigt wird, wird ein spezieller Schwingungsanalysator verwendet. Data Physics bietet führende Industriesoftware für hochkanalige Datenbeschaffung während der Shakerschwingprüfungen. Die SignalCalc Analyzer Sine Reduction Software erlaubt simultane Messungen von hunderten Kanälen mit Sinusdaten und kann für zusätzliche Überwachungen verwendet werden. Ob Rauschprüfung oder Sinusdatenreduktion, SignalCalc Dynamic Signal Analyzers bieten Umwelttestlösungen um dieses Bedürfnis zu erfüllen.

Die Aufzeichnung von Daten ist auch ein entscheidender Bestandteil von Satellitentests. Die Data Physics SignalStar Regelungs-Technologie als auch die SignalCalc Analyzer bieten die Option für simultane Aufzeichnungen der Daten während der Schwingprüfungen.

Viele Satellitentests müssen in Reinraumumgebungen und häufig mit hohen Frequenzen durchgeführt werden. Wassergekühlte elektrodynamische Shaker sind die erste Wahl für die meisten Satellitentests, weil sie die Klasse 100.000 der Sauberkeitsanforderung erfüllen. Einer oder mehrere Shaker können verwendet werden, um präzise, saubere und wiederholbare Tests durchzuführen.

Fortschritte in der Multishaker-Regelungs-Technologie haben den Betrieb von dualen Shakeranordnungen zum Test eines einzigen Testobjektes vereinfacht. Ein wesentlicher Bestandteil von Dualshaker Testsystemen ist die Fähigkeit, die auf das Testobjekt beaufschlagten Kräfte zu teilen. Sind die zwei Shaker nebeneinander positioniert, verfahren diese zusammen die Aufspannfläche oder den Gleittisch von zwei Antriebssignalen gesteuert, welche von einem Multishakersystem ausgegeben werden.

Auf Data Physics Systeme vertrauen Satellitenhersteller rund um den Globus. Erfahren Sie mehr über
SignalForce Electrodynamic Shaker Systems für Vibrationsprüfung.


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