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m+p Acoustic Control
Die akustische Prüfung von Raumfahrzeugkomponenten ist ein entscheidender Schritt, um den erfolgreichen Start und Betrieb von Satelliten und anderen Raumfahrzeugen sicherzustellen. Beim Start können die hohen Schalldruckpegel innerhalb der Verkleidung die Nutzlast beschädigen. Akustische Tests helfen, potenzielle Probleme und Schwachstellen dieser Komponenten zu erkennen, bevor sie den extremen Bedingungen des Starts ausgesetzt werden.
Vor allem aber sind akustische Tests für die Startzulassung unerlässlich, da sie wichtige Daten über die strukturelle und umweltbedingte Haltbarkeit von Raumfahrzeugkomponenten liefern.
Akustische Direktfeldtests (DFAN – Direct Field Acoustic Noise) sind eine spezielle Art von Akustiktests zur Bewertung der Schalldruckpegel, denen die Komponenten von Raumfahrzeugen beim Start ausgesetzt sind. Dabei werden die Komponenten einem Schallfeld ausgesetzt, das von speziell angefertigten Lautsprechern erzeugt wird.
m+p Acoustic Control ist das einzige System, das speziell für akustische Tests entwickelt wurde und einen genauen und sicheren Testbetrieb gewährleistet. Die unübertroffene Regelungsqualität und -geschwindigkeit ergibt sich aus unserer direkten Oktavbandregelung, die die schnellstmögliche Reaktion zur Erreichung der Spezifikationen bietet.
In unserem wissenschaftlichen Beitrag auf der ECSSMET-Konferenz konzentrierten wir uns auf die Validierung der Simulationsergebnisse eines vollständigen DFAN-Prüfaufbaus mittels durchgeführter Messungen.
Ein für die Luft- und Raumfahrt typisches Testobjekt wurde einem DFAN-Test unterzogen, sowohl mit einem realen Prüfaufbau als auch durch einen simulierten Test mit WAVE6. Die vibro-akustische Simulationssoftware WAVE6 von DASSAULT SYSTEMS modelliert das NEUTRON System als vorkonfigurierte, direkt verwendbare Schallquellen.
Die größte Herausforderung für ein hochwertiges Schallfeld ist die Erzeugung einer hohen Diffusität. Das ist der Fall, wenn der Prüfling aus allen Richtungen die gleiche Schallintensität "sieht". Was oft passiert, wenn ungeeignete Regelmethoden verwendet werden oder mehrere Lautsprecher von derselben Quelle betrieben werden, ist in Abbildung 2 links zu sehen. Die Simulation zeigt abwechselnd hohe und niedrige Schallintensität. Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn sich ein empfindliches Raumfahrzeugteil wie eine Kamera in einem Hotspot befindet! Im schlimmsten Fall wird sie schwer beschädigt, nur weil ein akustischer Controller verwendet wurde, der mehrere Lautsprecher von einer einzigen Quelle ansteuert. Abbildung 2 (rechts) zeigt dagegen ein gleichmäßiges, diffuses Schallfeld ohne größere Hotspots, das entsteht, wenn jeder Lautsprecher von einer einzelnen Quelle gespeist wird. Ein so gestaltetes Schallfeld gewährleistet eine sichere und normgerechte Testdurchführung.
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Abbildung 3 – Testanordnung |
Abbildung 4 – Direkter Vergleich zwischen der Simulation (rot) und der Messung (grau) zeigen eine gute Übereinstimmung |
Ein direkter Vergleich zwischen der gemessenen Strukturschwingungsantwort des Testobjekts während des DFAN-Tests und den Simulationen in Abbildung 4, zeigt, dass der integrierte Arbeitsablauf von Simulation, Test und Messung überzeugende und plausible Ergebnisse liefert. Weitere Informationen zu den vielen Vorteilen und technischen Eigenschaften von m+p Acoustic Control finden Sie unter Acoustic Control System.
Wenn Sie sich für die gesamte Studie interessieren, finden Sie hier das wissenschaftliche Paper.
