太空飛行器在運載火箭飛行主動段經歷的動力學環境主要有振動、噪聲和衝擊,它們激起的振動回響可能引起結構破壞,局部失穩,承力件出現斷裂;對振動敏感的組件,如陀螺、動量輪、火工品、導管、電子元器件及某些電子設備可能引起指標漂移、工作失效等故障,具有高結構係數的結構將產生高達幾十個g均方根值的聲振回響。
基本介紹
- 中文名：太空飛行器振動
- 外文名：The spacecraft vibration
- 組件：陀螺、動量輪等
- 發生階段：運載火箭飛行
- 環境：動力學
- 作用：太空飛行器的地面鑑定
簡介,背景,太空飛行器振動試驗,加速度控制的基本原理,
簡介
太空飛行器在運載火箭飛行主動段經歷的動力學環境主要有振動、噪聲和衝擊,它們激起的振動回響可能引起結構破壞,局部失穩,承力件出現斷裂;對振動敏感的組件,如陀螺、動量輪、火工品、導管、電子元器件及某些電子設備可能引起指標漂移、工作失效等故障,具有高結構係數的結構將產生高達幾十個g均方根值的聲振回響。
背景
動力學環境試驗是太空飛行器衛星環境工程的重要組成部分，與太空飛行器在軌道飛行中所受的各種空間環境相比，主要由振動環境構成的動力學環境有著完全不同的特點。在太空飛行器的地面鑑定過程中，振動試驗起著至關重要的作用。通常都由太空飛行器的可靠性研究部門提出試驗條件和要求，然後由力學試驗部門承擔並完成這類試驗。
許多試驗部門實際採用的振動試驗方法一般都是單軸向的正弦振動試驗，以便鑑定結構或附屬檔案承受低頻發射環境的能力。
太空飛行器振動試驗
太空飛行器振動試驗就是要通過振動環境模擬試驗設備模擬產品經受的振動環境。目前主要方法就是使用電動振動台、控制系統、加速度感測器和其它輔助設備組成的振動試驗設備模擬加速度環境，根據控制條件的要求，控制信號可以是正弦信號、隨機信號或是瞬態信號。
太空飛行器振動
太空飛行器振動振動試驗時採用力控就是在試驗時測量並控制試件與台面夾具之間的激勵力，實現信號源-功率放大器-振動台的輸出之間的閉環控制，產生“力控制譜”。理論和實踐證明，力控振動試驗在低頻段可以消除由加速度包絡規範造成的“過試驗（Over-testing）”，使環境試驗更接近真實的主動段飛行載荷條件。用傳統的加速度控制規範做太空飛行器振動試驗時，在太空飛行器結構的低階固有頻率處，台面阻抗將趨於無限大，太空飛行器結構與振動台之間的界面力可能達到十分危險的值，有時能達到正常回響值的數千倍，從而使結構受損。
加速度控制的基本原理
振動控制系統用來產生振動信號和控制振動兩級的大小，目前太空飛行器試驗採用的都是數字控制儀。基本原理是反饋，利用計算機產生的數位訊號經數模轉換器（D/A）變換為連續的模擬信號輸出到振動台的功率放大器，放大後驅動振動台振動，再由振動台或試驗產品上的加速度感測器測到振動信號經轉換、放大、濾波等處理後經模數（A/D）變換為數位訊號進入計算機。計算機控制程式將輸入的振動信號與初始的控制條件參考信號進行比較，不斷自動修正輸出的驅動信號，直到試驗結束。
