Vibrationstests – Raumfahrt

Schwingtischversuche sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass Komponenten, Subsysteme und Systeme von Raumfahrzeugen den starken Vibrationen beim Start und den Herausforderungen bei der Raumfahrt standhalten. Sorgfältige Schwingtischversuche tragen zum Erfolg der Mission und zum kontinuierlichen Fortschritt der Weltraumforschung bei.

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Shaker testing on satellite, courtesy of INPE 2 - With LAN-XI rack

Anwendungen in der Raumfahrtindustrie

Start-Simulation

Raumfahrzeuge sind während des Starts starken Vibrationen ausgesetzt, die durch Antriebssysteme, aerodynamische Kräfte und strukturelle Wechselwirkungen verursacht werden. Schwingtischversuche simulieren diese Bedingungen, um sicherzustellen, dass die Komponenten funktionsfähig und strukturell intakt bleiben.

Qualifizierungsprüfungen

Vor ihrem Einsatz müssen alle raumfahrttauglichen Systeme strengen Vibrationstests unterzogen werden, um die Qualifikationsstandards (z. B. NASA GSFC-STD-7000, ECSS-E-ST-10-03C) zu erfüllen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Hardware in rauen Umgebungen bestätigt.

Flugabnahmetests (Flight Acceptance Testing, FAT)

Im Rahmen der abschließenden Qualitätskontrollen werden einzelne Komponenten und vollständig integrierte Systeme Vibrationstests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie vor dem Einsatz die erforderlichen Leistungskriterien erfüllen.

Designvalidierung

Schwingungserreger werden zur Validierung von analytischen Modellen und Simulationen eingesetzt, um sicherzustellen, dass die strukturelle und funktionale Auslegung des Raumfahrzeugs mit dem unter dynamischen Belastungen vorhergesagten Verhalten übereinstimmt.

LDS von HBK verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Raumfahrt. Kontaktieren Sie uns bei Fragen oder Unklarheiten.

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Normen und Richtlinien

Schwingtischversuche für die Raumfahrt müssen strenge industrielle und behördliche Standards einhalten, darunter:

NASA GSFC-STD-7000

Definition von Testanforderungen für Raumfahrzeuge, Nutzlasten und Bodensysteme

MIL-STD-810H

Definition von Vibrations- und Stoßprüfungsstandards für Komponenten in Militärqualität

ECSS-E-ST-10-03C

Europäische Norm für die Prüfung von Raumfahrzeugstrukturen

RAL Space employees working on the James Webb Space Telescope with a new vibration test system: HBK's LDS range of shakers.

Herausforderungen bei Raumfahrttests

Hohe Präzisionsanforderungen

Raumfahrtkomponenten müssen einwandfrei funktionieren, und selbst geringfügige Ungenauigkeiten bei den Tests können zu missionskritischen Ausfällen führen

Komplexe Prüfobjekte

Große, asymmetrische Raumfahrzeuge und Satellitenbaugruppen erfordern eine sorgfältige Handhabung und spezielle Vorrichtungen, um genaue Tests sicherzustellen.

Kosten- und Zeitbeschränkungen

Raumfahrtprojekte unterliegen oft engen Budgets und Zeitplänen, was effiziente und zuverlässige Tests erforderlich macht.

Umgebungssimulation

Vibrationstests werden häufig mit thermischen Vakuum- oder Akustiktests kombiniert, um alle Weltraumbedingungen realistisch nachzubilden.

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Beispiele für Raumfahrtprojekte, bei denen Schwingtischversuche zum Einsatz kommen

CubeSats und SmallSats

Vibrationstests stellen sicher, dass diese miniaturisierten Satelliten den rauen Bedingungen beim Start standhalten.

Weltraumteleskope

Die Prüfung von Instrumenten wie Spiegeln und Optiken gewährleistet Stabilität und Genauigkeit während des Betriebs im Weltraum.

Rover und Landegeräte

Die Systeme werden Vibrationstests unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den Start und die Landung überstehen.

ISS-Nutzlasten

Experimente und Hardware für die Internationale Raumstation (ISS) werden getestet, um ihre Kompatibilität mit den Anforderungen hinsichtlich Vibration und Mikrogravitation sicherzustellen.

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Unsere Customer Stories

Dave Rippington overseeing vibration testing on the MIRI, ( Mid InfraRed instrument ), for the James Webb Space Telescope, JWST, Engineering Model on a Ling Dynamic Systems shaker in the Space Science and Technology Departments vibration test facility, R46, at STFC's Rutherford Appleton Laboratory, 18th December 2009.

Sicherstellung der Satellitenzuverlässigkeit durch Schwingungstests

Für die Arbeiten von RAL Space am James-Webb-Weltraumteleskop wurde ein neues Schwingungsprüfsystem benötigt, für das sich das Unternehmen für unsere Schwinger der LDS-Reihe entschied.

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Shaker testing on satellite, courtesy of INPE

Satellitenqualifizierungstests am INPE

Für die brasilianische Weltraumforschungsorganisation Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) sind sichere Tests mit erstmaliger Datenerfassung bei der Vibrationsprüfung von Satelliten von entscheidender Bedeutung.

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