在当前航天工业激烈的竞争环境中，振动鉴定试验需要具有更高的效率。缩短的试验时间，缩减的经费预算进一步加大了航天运载火箭鉴定试验的难度。面对这一形势，EADS航天运载公司新近将其原有的LMS环境试验系统升级扩展为LMS Test.Lab。LMS Test.Lab软件系统支持不同的试验项目，其范围从振动和声学鉴定试验，到模态试验和分析。它提供高精度的规范，保证采集的数据具有最高的可信度；集成的振动控制特性可保护关键试件免受永久性损伤。推动EADS做出更新决策的另一个原因，是该系统能使试验过程中所有步骤的效率都得到提高；从模态预试验、操作，直到快速生成用户报告。另外，这一新的环境试验解决方案，可以扩展为具有高通道数的大型试验装置，也可以分离成多个小系统并行工作。
欧洲航空防御和航天组织（简称EADS）下属有多个联合的世界级子公司。集团的业务包括商用喷气客机（Airbus）、直升机（Eurocopter）、军用运输机和战斗机，以及由Astrium子公司开发的运载火箭和人造卫星。EADS的航天部门活跃于现今航天工业的所有领域，该部门的航天运载公司承担了航天运载火箭及其基础设施的全部设计和研发任务。它因作为阿丽亚那（Ariane）火箭的主要承包商，并参与国际空间站（ISS）计划的每个项目而众所周知。下一步将参与“哥伦布”计划——载人ISS舱的零重力研究，它将负责研究和生产无人驾驶的自动运输车辆（ATVs），作为ISS供应的常规运载装置。
运载火箭方面领先的欧洲试验中心
为了让运载火箭和相关的基础设施在极限情况下进行严格的试验，EADS航天运载公司使用十分完善的试验室。工程师们进行气候骤变、温度骤变和烟火冲击试验，以及大气压力变化不定情况下的试验，以考核飞行器子系统及部件的静力特性和动力特性。同样还会进行大规模的环境试验，以考核和检验整个航天器系统。在进行这些试验时，航天器总成放置在振动台上，或者在混响室内，承载特定的振动载荷或声载荷。为了实时获得被测总成的特性，需要并行测量上百通道的传感器信号，同时利用高效的数据处理技术对信号进行处理。在有限的时间段内，更大量的响应信息需要精确地获取，组织编排成报告，同时还需保护好执行关键功能的试件，使它免受永久性损伤。为了巩固他们在环境试验方面的竞争地位，并帮助实现在发射总费用意义上总体效率提高30%的目标，EADS航天运载装置的管理层决定将其现有的LMS试验系统升级至LMS Test.Lab。在法国的Bordeaux（波尔多）现场，签署了成套振动控制设施及540通道采集分析配置的合同。二者包括标准的LMS SCADAS III硬件和一整套LMS Test.Lab运行软件。用LVD SCSI光缆连接数据前端组和控制室内设备。
在更短的时间内进行更精密的试验
早在预试验阶段，利用环境试验系统本身具备的功能，先实施模态试验和分析，以便确定试验结构的最佳测量部位。这样做，可以预先识别出结构上的薄弱点，适当调整实际鉴定试验手段。LMS Test.Lab可对大量传感器的硬件设备自动操作。它支持TEDS传感器，从中接受到传感器的序列号，标定数据，测点的X、Y、Z坐标，测量方向和灵敏度。新的前端系统在采集数据时，利用了24位Σ—△模数转换技术，和高效的数据压缩技术，可以成块地存入数据，简单、精确地进行实时数据管理。LMS Test.Lab控制数据流，有能力进行各种目的不同的试验。
EADS在波尔多进行振动试验的经理Jean Pierre Souyri解释说：“EADS进行的振动和声学环境试验，是对部件子系统和整个运载系统的最终鉴定和检验，也是对来自CAE部门的虚拟仿真模型的验证和修正。完全依赖虚拟仿真的话，工作的安全系数往往会过小，另外附加的试验也是检验设计方案所要求的。我们实际上可以去检验尚在研发过程中的某些具体假定，和对结构仿真模型所做的参数设置。这必定会提高研发的质量，缩短研发的周期。我们从专家和新手那里听到的，都是肯定LMS Test.Lab可用性的正面反馈。他们尤其喜爱软件操作手册，它引导他们贯穿试验过程的所有顺序步骤。在进入下一步骤之前，他们必须检查和验证所有重要参数，过程变得更有效，产生失误的可能性变得更小。”
试验效率也得益于LMS SCADAS III前端，它可以很容易地配置任意的试验装置，来实现各种功能。振动试验的测量负责人Arnaud Trimouille说：“EADS选择的是可靠的，可扩展的硬件平台系统，LMS SCADAS III提供大规模的通道数，具有低噪声、低失真和低相位偏差的特性，承诺顶级的测量精度。同时，LMS SCADAS III是可扩展硬件，它允许我们提前考虑未来需要的余地，并可适当地改编系统。与扩展通道数同等重要的是系统的模块化，可以建立两个到五个较小的独立试验装置，它们可以在不同位置并行运作。尤其是在应付多个较小的子系统试验时，由于使用了一个可以同时进行试验的系统，效率更是提高了很多。对于大多数的并行设置中，振动控制和数据采集功能融合在一起，可以完全各自独立地驱动和控制振动台系统。将这些基本功能嵌入在一个系统内，提高了整个系统的功效和可维护性，提高了昂贵的运载火箭总成的可靠性。闭环的振动控制，始终保持精确的监测，避免试件遭受过度试验，或者承受任何原因引起的损伤。
安置在220KN振动台上的Apstar VI 人造卫星发射器，
该振动台有2.7×2.7m的方形滑台，行程2英寸。
快捷而灵活的报告，提高了试验效率在环境试验中的任意一刻，LMS Test.Lab都可以通过显示来监视任意的测量信号和控制信号。在保证试验实施在完全控制之下的同时，操作者能即时观察信号超越阀值的情况。操作者手持遥控键盘，站立在被试验结构的旁边，就可随意选择最主要的在线功能，必要时可随时按键以终止试验。在任何情况下，所有的采集数据都会安全可靠地被存储起来。在试验循环结束，接收到分析结果的短时间内，便可获得环境试验报告。在时间很紧迫时，LMS Test.Lab快速生成报告，是试验终了阶段的最大收益。批量的报告，生动的图形表达，以及和Microsoft Office之间紧密的集成，报告的样式是EADS的工程师们最为欣赏的。EADS不需要标准化报告，因为进行的每个试验都有特殊要求。报告内容的灵活性有助于工程师们人工地从得到的批量数据中，把有用的图表集中到一起。
ISS（国际空间站）哥伦布实验室模块的屏蔽罩，全面安装后进行环境试验。
H u y g e n s探测器，旅行了七年之后，现正接近土星的卫星Titan（大力神），
图示为该探测器正进行振动鉴定试验。
EADS新的LMS Test.Lab环境试验系统，适应管理层的决策，即优化试验系统的数量和种类。Jean Pierre Souyri这样说道：“LMS SCADAS III硬件和LMS Test.Lab软件平台，构成我们所选择的试验系统的核心，决定了系统良好的可扩展性，模块化和安全可靠性。EADS相信有限数量的这种平台的标准化，会提高运载火箭鉴定试验每一步骤的效率。其他的决定性因素是系统的集成式振动控制，以及广泛的应用和分析领域，对我们来说，就是涵盖振动、声学和模态领域。EADS觉得它是一种完美的产品，并且对LMS法国分部和LMS总部提供快捷的技术支持表示满意。今后，EADS的目标是强化试验与CAE之间的协作，希望能进一步增加通道数，以便从一次试验中获取更多的信息，以满足更严谨的要求。”(end)
|
