Sensores para pruebas de cargas útiles de naves espaciales

Las misiones que lanzan cargas útiles al espacio requieren la certeza de que la integridad estructural y la robustez de los sistemas de a bordo sobrevivirán a las duras condiciones experimentadas durante el lanzamiento. PCB Piezotronics proporciona sensores de medición fiables y repetibles a los ingenieros de pruebas medioambientales que necesitan probar cargas útiles y subsistemas que deben soportar condiciones extremadamente duras. Desde acelerómetros y sensores de presión que pueden soportar temperaturas extremas (de -452F a 1400F), entornos de vacío térmico, mediciones de vibración desde micro-g de fluctuación hasta choques de 200.000 g, y la estruendosa salida acústica de un motor de cohete de más de 200 dB; nuestros sensores son activos de confianza en laboratorios de pruebas medioambientales de todo el mundo.

Resultados fiables en condiciones extremas

Todos los componentes de una nave espacial deben funcionar a la perfección. Por ello, las pruebas de carga útil implican la simulación de las condiciones experimentadas durante el lanzamiento, la inserción en órbita y la reentrada si la misión lo requiere. Los sensores de PCB Piezotronics están diseñados específicamente para:

• Manejar eventos de alta aceleración: Medir choques extremos de hasta 200.000 g.
• Funcionar en entornos ultralimpios: Están fabricados con materiales de baja desgasificación aprobados por la NASA para proteger las cargas útiles sensibles de la contaminación en entornos de vacío.
• Captura de respuesta multieje: Proporcionan mediciones de fuerza de 3 componentes para pruebas de vibración de fuerza limitada (FLV) y soluciones de vibración triaxial.
• Mantenga la precisión: Proporcione mediciones precisas incluso en entornos acústicos y de vibración extremos.

Al capturar datos precisos en entornos de pruebas difíciles, los equipos de ingeniería pueden garantizar el rendimiento y validar los márgenes de diseño en pruebas de laboratorio controladas, garantizando el éxito de la misión el día del lanzamiento.

Tipos de sensores de carga útil por aplicación

Pruebas de cualificación de vibraciones

Antes del lanzamiento, los componentes de la carga útil se someten a rigurosas pruebas de vibración para confirmar que están listos para el despegue. Los sensores para la calificación de vibraciones de la carga útil incluyen:

• Sensores de fuerza de 3 componentes: Miden las fuerzas a lo largo de los ejes x, y, y z; las pruebas de vibración se controlan mediante la limitación de la fuerza; protegen el hardware crítico de las pruebas excesivas.
• Acelerómetros de baja emisión de gases: Los acelerómetros monoeje y triaxiales herméticamente sellados, junto con cables de baja emisión de gases, ofrecen paquetes libres de contaminantes y el rendimiento necesario para entornos críticos de vacío, desde pruebas TVAC hasta vuelos espaciales.

Estas soluciones combinadas proporcionan datos esenciales sobre cómo responderá el hardware espacial al entorno de lanzamiento previsto, lo que permite a los equipos de diseño mitigar los riesgos y optimizar la fiabilidad de la carga útil antes de su integración en la plataforma de lanzamiento.

Pruebas de estrés vibroacústico

Los lanzamientos de cohetes generan ruidos y vibraciones de alta intensidad que pueden dañar los componentes sensibles de la carga útil. Nuestros micrófonos de precisión y sensores de presión acústica se utilizan para supervisar y controlar la salida acústica en métodos de ensayo de cámara reverberante o de ruido acústico de campo directo (DFAN).

• Controle las salidas de las pruebas acústicas con micrófonos capaces de medir hasta 182 dB
• Validar y supervisar que se alcanzan los niveles acústicos previstos en todo el entorno de ensayo
• Supervisar a bordo hasta 188 dB, dentro del entorno del carenado durante el lanzamiento para garantizar que las condiciones son las esperadas.

Gracias a su alta sensibilidad y precisión, estos sensores proporcionan información práctica que ayuda a los ingenieros a perfeccionar los diseños de las cargas útiles para obtener el máximo rendimiento.

Separación de la etapa

Durante la separación de la etapa, el lanzamiento del carenado o el despliegue de los paneles solares, las cargas útiles sufren sacudidas extremas provocadas por la activación de los mecanismos de separación. Ya se trate de eventos de separación pirotécnicos, neumáticos o de tipo resorte, los acelerómetros de choque de PCB están específicamente diseñados para medir con precisión estos eventos de gran amplitud ofreciendo:

• El mayor rango de medición de la industria: Amplitudes desde 5 kg hasta 200 kg y respuesta de frecuencia plana hasta 20k Hz requerida para las pruebas SRS.
• Construcción robusta: Soporta cargas repentinas de alto impacto sin sacrificar la precisión. La amortiguación mecánica o por gas y el filtrado eléctrico garantizan la máxima fiabilidad en cuanto a longevidad del sensor y calidad de los datos.
• Calibración de calidad: Todos los sensores de choque incluyen de serie un certificado de calibración que cumple los requisitos MIL-STD-810.

Al medir con precisión los niveles de choque previstos en un entorno de laboratorio, los equipos de ingeniería pueden garantizar que los sistemas de a bordo son lo suficientemente robustos como para reducir el riesgo de fallos críticos del sistema durante el lanzamiento.

Elija PCB para soluciones completas de ensayo de cargas útiles

PCB Piezotronics respalda programas de ensayo exhaustivos con soluciones de ensayo completas para misiones espaciales. Para hablar de aplicaciones específicas, póngase en contacto con nosotros o solicite un presupuesto.

Sensores, componentes electrónicos y cables para cargas útiles:

Acelerómetros ICP® de baja desgasificación y cables para pruebas de vibración en vacío térmico

Anillos de fuerza, enlaces de fuerza y electrónica de suma para ensayos FLV

Micrófonos resistentes para pruebas DFAN

Acelerómetros de choque piezoresistivos y piezoeléctricos para pruebas de separación de etapas