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動力學環境試驗簡說
名稱
動力學環境試驗（dynamic environmental test）
基本介紹
用模擬試驗的方法檢驗飛行器在動力學環境（沖擊、振動、噪聲等）下的功能和適應性。飛行器整機的試驗各有差異。航天器的動力學環境是航天器在運輸、裝卸、起落、飛行、發射、分離、變軌、返回等過程中由環境誘導而產生的。它不是模擬某一特定時刻航天器所經歷的實際沖擊、振動歷程，而是對環境響應數據進行統計分析和包絡而取得試驗規范，作為環境試驗的重要依據。
基本原理
沖擊環境主要是由點火、關機、分離、解鎖等火工品工作引起的，稱為爆炸沖擊。太陽電池翼的展開、重力梯度桿和天線的伸展也會產生沖擊。航天器在返回、著陸、著水時雖有降落傘等減速并采取各種緩沖措施，沖擊仍較嚴重。沖擊頻響很寬，上限達20千赫，沖擊源附近的過載響應高達10000g，作用時間以毫秒計，沖擊響應隨時間、距離的增大而衰減很快。在試驗室常用趺落式或撞擊式沖擊臺進行沖擊模擬試驗，所模擬的沖擊譜在低頻段偏于保守。爆炸沖擊產生振蕩衰減型沖擊響應與單脈沖沖擊不同，用真實火工品模擬（如爆炸螺栓模擬分離解鎖等）效果較好。還可以在試驗室用振動臺模擬沖擊譜的合成或瞬態波形的復現，但技術難度大，費用高。
振動環境主要來自發動機噪聲、氣動噪聲、發動機推力脈動等。結構傳遞的振動頻率一般在500赫以下，空氣傳遞的振動頻率為10赫～10千赫，都是寬頻帶隨機振動，振動響應大小取決于結構的動特性，一般在100g以內。模擬振動的主要設備是振動臺，配以水平滑臺可實現三個方面的振動。振動臺分為機械式、電磁式和電液式三種。機械式適用于100赫以下的振動試驗，電磁式適用于5～3000赫的振動試驗，電液式適用于極低頻到300赫以下的振動試驗。振動試驗分單頻共振試驗、正弦掃頻試驗和隨機振動試驗。單頻共振試驗用于強度考核。正弦掃頻試驗因簡單、經濟而被廣泛用作隨機振動的等效試驗。70年代模擬比較真實的隨機振動試驗技術有了很大的發展。
實際應用
聲學激振試驗廣泛應用于大型航天器，總聲壓級可達150～157分貝。對于面積/重量比大的部件，如太陽電池翼和拋物面天線需要進行聲振試驗（體積小、結構緊湊的航天器可用隨機振動代替聲振試驗）。把航天器按發射狀態的邊界條件放在聲學混響室內，用高聲強的氣動揚聲器激勵達到要求的聲強和聲譜；也可以把航天器置于特殊形狀多聲道的行波塔內，模擬高聲強氣動噪聲。中國試驗通信衛星采用這種方法進行聲振試驗。
完成動力試驗需要測量、控制和數據處理系統，如加速度（或速度、位移）傳感器、應變計、拾音器、信號調節器、頻譜分析和合成儀、電平記錄儀、示波器和計算機等。80年代振動試驗廣泛采用正弦帶谷掃頻、多點平均控制、數控隨機振動等新方法，引入了試驗裁剪、應力篩選等新概念，使可靠性試驗和環境試驗結合起來。電子技術的進步，使試驗設備向著以小型、微型計算機為主體的數字控制、多功能、多終端、實時數據處理系統方向發展。*的振動試驗系統已能作正弦、隨機和瞬態沖擊等多種試驗，還能兼作振動數據處理和模態分析。
能進行動力學環境試驗的實驗室主要就環境可靠性與電磁兼容試驗中心、航天環境可靠性試驗與檢測中心等。