פתרונות הנדסה לטיפול בהפחתת רעש ורטטים של כלי החלל באוזנים רגישים

Spacecraft נושאת מכשירים מדעיים רגישים לפעול באחת הסביבות התובעניות ביותר הידועות להנדסה.מהאצות האלימות של ההשקה למיקרו-ליברציות המושרה על ידי מנגנוני לוח, לכל הפרעה יש פוטנציאל לדידות, נתונים מושחתים ומטרות משימה פשרה.עבור מכשירים שצריכים לזהות גלי כבידה קלים, לפתור גלקסיות רחוקות, או למדוד אפקטים קוונטיים ברמת אטומית, רעש וחייב להיות מופחת להפרעות מבניות של טכנולוגיות איטיות כאלה, אך ורק כדי למנוע את ההשפעות של שליטה אגרסיביות של תאים אקטיביים, אך ורק על פני אקטיביים, אך ורק על פני אימפולסים, אך ורק על פני אימפולסים של שיטות הפעלה אימפולסיביים, היא לא ניתן למדוד את ההשפעות של מערכות הפעלה מתוחכמותיות, אך ורק על פני אטומיים, אך ורק על פני אטומיים, או למדוד את ההשפעות הקוונטיים, או למדוד את ההשפעות הקוונטיות, היא דורשות, אך ורק על פני אטומיות, אך ורק על פני אטומיות, אך ורק על פני אטומיות, כלומר, כלומר, כלומר, הן דורשות, כלומר, כלומר, כלומר, הן דורשות, כלומר, כלומר, הן דורשות, כלומר, הן דורשות, הן דורשות, הן דורשות, אך ורק על פני

מקורות רעש וגאווה בחלל

הסביבה הרטט של חללית מורכבת, עם תרומות ממקורות מרובים שפועלים על פני טווחי תדר שונים וקשקשים זמן.הבנת מקורות אלה היא הצעד הראשון לקראת הפחתה יעילה.

רכב שיגור Dynamics

הרטט האינטנסיבי ביותר מתרחש במהלך ההשקה.מערכות ההנעה מייצרות רעש אקוסטי רחב פס, רטטים מכניים המועברים דרך החללית אדפטר, וזעזועים טרנספורמטיביים משלב הפרדה ומיזוג אוויר (<100 Hz) תוכן נשלט על ידי מצבי מבני של רכב השיגור, בעוד תדרים גבוהים יותר מתעוררים מיכולת של הפסקת אש מנוע ומיזוג אוויריפדני.

על הסיפון: Moving Mechanisms

ברגע שמקיפים, המקורות העיקריים של הפרעות הם החלקים המרגשים של החללית.גלגלי תגובה, המשמשים לשליטה בגישה, לייצר תנודות טונאליות בתדירות הספין-גלגל והנזקים שלה. ⁇ אלה, לעתים קרובות בטווח של 0.1 עד 500 הרץ, יכול להיות בעייתי במיוחד כי הם רצופים ויכולים להתחבר למבנים.

המונחים: induced Vibrations

שינויים בטמפרטורות בסביבת החלל גורמים לחומרים להתרחב ולחוזה.כאשר המקדם של התרחבות תרמית (CTE) שונה על פני מרכיבים סמוכים, המתח וכתוצאה מכך יכול לגרום תנודות נמוכות של קידוד.זה בעייתי במיוחד עבור מבנים גדולים כגון טלסקופ בוממות או שמשות שניתן לפרוס את השמשות.במקרים מסוימים, שינויים תרמיים פתאומיים, כגון מעבר למונחי כדור הארץ, לגרום להפרעות "malther" כי דורשות עם חומרים אלה דורשות של שליטה גמישים.

השפעות חיצוניות ומיקרומטאורואידים

החלל אינו ריק.מיקרומטרורואידים והריסות מסלול משפיעים על החללית בהיפרבולקציות, ומייצרים זעזועים טרנספורמטיביים.למרות שהשפעות אישיות הן נדירות, הם יכולים לייצר תנודות גבוהות שמשפיעות על אלקטרוניקה רגישה או לגרום לאובדן הרגעי של הצבעה.ההסתברות של עלייה עבור חלליות גדולות יותר ועבור משימות במסלול כדור הארץ נמוך.

אסטרטגיות הנדסיות ל- Noise and Vibration Mitigation

מיגור הפרעות אלה דורש גישה שכבתית, שילוב של טכניקות פסיביות לספוג או לחסום רטטים עם שיטות פעילות אשר מבטלות אותם בזמן אמת.בחירה של אסטרטגיה תלויה בטווח התדר של דאגה, המסה והכוח המותר, ואת רמת הבידוד הנדרשת.

⁇ ⁇ Isolation Mounts

הפתרון הנפוץ ביותר להגנה על מכשירים רגישים הוא הר בידוד הרטט.המכשירים האלה יושבים בין המכשיר לבין מבנה החללית, הפועל כפילטרים מכניים.הם בדרך כלל מורכבים מחומרים אלסטומריים, מעיינות חוט, או מטאטא מתכת המספקים נוקשות בכיוונים מסוימים, תוך מתן תאימות נמוכה של טלסקופ החלל, כמו פרמטר העיצוב הרב-הרץ הוא תדירות הבידוד: מתחת לתדירות זו, שידורים; מעל, ההפרעה גבוהה יותר, מ- 20 ליטרים, או מ-F, היא אמצעי בידוד, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, בין שני, כלומר, בין שני, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים של תאים, כלומר, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, או יותר, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים של תאים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים של תאים של תאים, 000 ליטרים, 000 ליטרים, הם, 000 ליטרים של תאים, 000 של תאים, 000 ליטרים של תאים, הם, 000 ליטרים, 000 ליטרים, 000 ליטרים,

חומרים לDamping

כאשר לא ניתן למנוע את הרטטים, הם יכולים להיות מתפזרים כמו חום באמצעות לחות.חומרי סקואוליסטיות, כגון אקרילי או פולימרים סיליקון, להציג את התנהגותם של סקופים ואלסטיים, המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה תרמית כמו שהם deform. חומרים אלה משמשים כטיפולים מחוסנים ללוחים, עוקץ או דיור.הלח תלוי בטמפרטורות ותדירות; להבטיח כי הם כוללים גישות מתכתיות קטנות, אשר כוללות שימוש בתאים אחרים, כולל דרכי הנשימה.

בקרת Vbration

למשימות הדורשות בידוד קיצוני, במיוחד בתדרים נמוכים מאוד שבהם הרפס פסיבי הופך להיות רך באופן לא רציונלי, פעיל שליטה ברטטים (AVC) מועסקת.מערכות AVC משתמשות ב- AVC או חיישנים כוח כדי למדוד את הרטט, ומבצעים (כגון מחסנים חשמליים), מנגנוני בקרה מיקרו-גרפיים ייעודיים, או מנגנוני הגנה מפני טילים) כדי ליצור כוחות מנוגדים.

אופטימיזציה עיצובית

ברמת החללית, המבנה יכול להיות מתוכנן למזער את העברת הרטט. עקרונות מפתח כוללים העלאת תדרים טבעיים מעל ספקטרום ההפרעה הדומיננטי (פרקטיקה הנקראת "ניהול רחמי"), הימנעות מתווה מודולי של רכיבים, ושימוש במבנים קלים לקטים קלים שאינם ביעילות propagate רטט גבוה ⁇ (FEA) משמש לחיזוי מצבי מבנים מבניים ולייעל את המיקום של נוקשות, חיתות, לעתים קרובות יותר ממערכות לחות גבוהות יותר של תאים דינמיים.

מערכות בקרה rmal

ניהול תנודות תרמיות מפחיתות רטטים מושרה תרמיליים.שיטות מעבר כוללות שימוש בחומרים עם CTE נמוך (כגון סיבים פחמן או Invar), תכנון סימטרית אסיפות היכן ההתרחבות, וליישם רב-שכבות בידוד כדי להאט שינויים טמפרטורה. Active control, באמצעות תנורי חום ותרמוסטטיסטים, שומר על רכיבים בטמפרטורה קבועה, ובכך מסלקת.

מחקרים: בידוד המשימה הבלתי ניתנת להשגה

James Webb Space טלסקופ ג'יימס ווב (JWST)

JWST, טלסקופ החלל הגדול ביותר הושק אי פעם, מעסיק ארכיטקטורה מקיפה של רטט רטט.הגורם הקריטי ביותר הוא מודול Instrument משולב מדע הרץ (ISIM), אשר בתים את המצלמה הקרובה-infrared מצלמה (NIRCam), קרוב-infrared spectrograph (NIRSB), בינוני-infrared כלי (IRI), והדרכה טובה.

טלסקופ החלל האבל

האבל, שהושק בשנת 1990, חווה ג'יטר בלתי צפוי מאפקטים תרמיים של מערכת השמש, כאשר המערךים עברו מאור השמש כדי הצל, שינוי הטמפרטורה הפתאומי גרם לפריחה הרץ כדי לבודד, המציג שגיאות מצביעות על עד כמה שניות.מהנדסים הגיבו על ידי התקנת שולי מסה מכווצים על המערךים המשתנים הראשונים של האבל, כולל מעבורת מעבורת מעבורת המונית על מנת למנוע נוירונים חשמליים (מדומים) ודרדרדרימים (אונקמים) אפילו שיפור משמעותי של הגלגלים (ה) של המשתנים (ה) של המשתנים באופן משמעותי של המשתנים (ה) של המשתנים (ה) של המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים) של המשתנים (הת המשתנים) של המשתנים על גבי המשתנים (הת המשתנים על גבי המשתנים) של המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים באופן משמעותי על גבי המשתנים באופן משמעותי על גבי המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים על גבי המשתנים (ה) של המשתנים על גבי המשתנים (הת המשתנים באופן משמעותי על גבי המשתנים) המשתנים (הת המשתנים (ה

לייזר אינטרפרמטר חלל אנטנה (LISA)

[LISA, משימה ESA / נאס"א עתידית לזהות גלי כבידה, עומד בדרישות הרטט המחמירות ביותר של כל חלליות.שלוש החללית שלה לטוס במבנה משולש, כל אחד המכיל שני המוני מבחן מתפתלים, אשר חייב להיות מבודד מכל הכוחות הלא-גרביטאליים כדי מתחת 10FLT:0-15FLT:1 m/sLT:2F3, לאחר מכן, הוא לחץ על פני מערכת בקרת שתן פעילה.

סימבול ובדיקת מערכות Vibration Mitigation

רעש ורטיוט לא ניתן להשאיר כדי לנחש.Rirous Modeling ובדיקה בכל שלב של התפתחות הם חיוניים.מודלים אלמנט סטטי (FEM) משמשים לחיזוי תדרים מבניים, צורות מצב, וטרנסנטיות.מודלים אלה מתואמות עם נתונים של בדיקות ריקנות בפועל, חסימת הרחם, ובדיקות רטט אקראיות עבור מכשירים רגישים, הסביבה הבדיקה חייבת להיות מבוקרת בזהירות;

בהדרגה, מהנדסים משתמשים בדינמיקה נוזלית חישובית וסימולציות רב-פיזיקה כדי מודל ההשפעות המשולבות של עומסים אקוסטיים, דינמיקות מבניות והתרחבות תרמית. למידת מכונה מתחילה להיות מיושם על מנת להתאים פרמטרים בידוד; לדוגמה, למידה חיזוק יכול לכוון רווחים שליטה פעילים בזמן אמת כדי להסתגל לשינוי ספקטרום ההפרעה.

פיתוח עתידי בVibration Mitigation

המסלול של רגישות כלי חלליות ממשיך לדרוש שליטה טובה יותר של רטט.כמה כיוונים מחקר מבטיח שמטרתו להשיג שיפורים של פקודות-מכירות.

Metamaterials ו- Phononic Crystals

מטבוליים מכניים - מבנים מנוסים המציגים תכונות אלסטיות יוצאי דופן - מול הפוטנציאל ליצור "מגן חי" על ידי סידור תאים יחידה בדפוסים תקופתיים, מעצבים יכולים ליצור להקות שבו תדרים מסוימים לא יכולים להפיץ. גבישים פוניים אלה יכולים להיות מודפסים 3D משולבים לתוך לוחות חלל כדי לחסום תדרים ספציפיים ללא הוספת מסה משמעותית.

למידה ממוחשבת לאבחון

מערכות בקרה אקטיבית יכולות ליהנות מאלגוריתמים אדפטיים הלומדים את סביבת ההפרעה על גבי לוח הזמנים של רשתות ניאל יכולות לחזות את קשת הרטט המבוססת על טלמטורי מגלגלי תגובה, דחף או חיישנים תרמיים, המאפשרים להאכיל ביטול קדימה עם קוצר ראייה מינימלי.מערכות כאלה יכולות גם להיות בעלות ערך עצמי במהלך משימה, תוך מתן פיצוי על הזדקנות של חומרים או שינויים בנוקשות מבנית עקב פשיטת דם תרמית.

חומרים מתקדמים ו- 3D Printing

ייצור אדקטיבית מאפשר יצירת מבנים של ליטיצ'ה עם תכונות לחות מותאמות.על ידי תכנון סטיות הניבות באופן מפלסטיק תחת עומסים גבוהים או לשלב ליבות מולסטיות, מהנדסים יכולים לייצר רכיבים קלים אשר באופן בלתי נמנע אנרגיה.צורות ⁇ זיכרון צורה מציעים את האפשרות לחיחות פעילה שבו החומר משתנה נוקשות בתגובה לטמפרטורה או זרם חשמלי.

עיצוב מערכת משולב

העתיד של הקטנת הרטט הוא בטיפול בכל החללית כמערכת משולבת אחת.במקום להוסיף בידוד כפתרון שלאחר-הוק, מהנדסים יעצבו מכשירים, מבנה ומערכות בקרה מההתחלה להיות לא תואמים לתנומים דיגיטליים - סימולציות נאמנות גבוהה שנשארות מראות את מערכת הפיקוח על אוביט - יאפשרו ניטור והתאמה בזמן אמת.

מסקנה

רעש ורטיוטציה אינם דאגה היקפית בהנדסת חלל - זהו משמעת מרכזית הקובעת האם מכשירים רגישים יכולים להשיג את מטרותיהם המדעיות.מסביבת ההשקה האלימה ועד המיקרוביות השקטות אך המתמשכות של גלגלי התגובה, כל מקור של הפרעה חייב להיות מובן ולנהל.עבורת מנטרים, לחים ועיצוב מבני לספק את קו ההגנה הראשון; מערכות בקרה אקטיבית מרחיבות את הגבולות לתאריכים מתקדמים, כמו ג'וינטק, כמו גם אימפולסים מתקדמים, עם אימפולסים מתקדמים, אשר יכולים להפעיל את ההתפתחות האבלטיביים מתקדמים יותר, כמו , כמו , כלומר, עם ייצוב של מערכות בקרה מתקדמת יותר, כמו ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , עם אימפולסים מתקדמים יותר, עם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , עם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , עם ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇