Рисунок 1. Развертывание Artemis I на стартовой площадке 39B. Кредит: НАСА
Методы оперативного модального анализа (OMA) использовались для определения модальных характеристик ракеты-носителя Artemis I во время динамического испытания на развертывание (DRT) и генеральной репетиции с мокрым покрытием (WDR) перед запуском. Силы, возникающие во время развертывания и на стартовой площадке, не поддаются непосредственному измерению, что требует уникального подхода.
НАСА разрабатывает SLS для поддержки исследования Луны и дальнего космоса. SLS интегрирован внутри здания сборки транспортных средств (VAB) на мобильной пусковой установке (ML), которая поддерживает встроенную ракету-носитель SLS во время транспортировки на площадку при взлете. ML также обеспечивает подачу топлива, энергии и шлангокабелей для передачи данных к SLS и многоцелевому экипажу (MPCV) Orion, а также доступ экипажа к модулю экипажа MPCV.
ML весит около 10,6 миллионов фунтов и имеет высоту более 380 футов. Весной 2022 года SLS был доставлен на ML от VAB до стартовой площадки 39B (рис. 1) с помощью гусеничного транспортера НАСА (CT), чтобы совершить этот путь длиной 4,2 мили, который занимает около 8 часов. Один только КТ весит около 6,3 миллиона фунтов.
Хотя среда развертывания создает относительно небольшие нагрузки на конструкцию ракеты-носителя по сравнению с нагрузками при запуске и подъеме для большинства конструкций, индуцированные нагрузки полностью репрезентативны для всех нагрузок на всю ракету, что невозможно воспроизвести с помощью локализованных вибраторных устройств, как это было сделано в Интегрированный модальный тест.
Как уже упоминалось, силы, возникающие во время развертывания и на стартовой площадке, не поддаются непосредственному измерению, и методы OMA использовались для определения модальных характеристик Artemis I в конфигурациях DRT и WDR. WDR, который обычно включает в себя заправку транспортных средств и другие операции по демонстрации готовности к запуску, включал несколько дней операций на площадке.
Данные, собранные для конфигурации WDR с частично заполненными топливными баками активной зоны и без CT под ML, предоставили инженерам возможность проверить еще одну конфигурацию модели (рис. 2).
Рисунок 2. Артемида I на стартовой площадке 39B. Кредит: НАСА
Сбор и обработка данных с более чем 300 акселерометров, расположенных на кораблях Artemis I, ML и CT, были выполнены межпрограммной командой инженеров и технических специалистов со всего Агентства, в том числе из SLS, Exploration Ground Systems и NESC. Используя аналитические методы, разработанные на основе предыдущих испытаний по развертыванию, в сочетании с новыми методологиями обработки данных, команда обработала данные заранее выбранных приращений скорости КТ во время развертывания и на площадке во время WDR.
Внеся необходимые изменения в интегрированные модели, чтобы они соответствовали конфигурациям DRT и WDR, команда смогла использовать эти результаты, чтобы разобраться в том, что наблюдалось в тестовых данных. Это оказалось необходимым для тестирования ОМА этой структуры, учитывая тип наблюдаемого сложного возбуждения.
