Un hito temprano para el desarrollo de tecnologías de misiles es demostrar que pueden funcionar en simulaciones por computadora o pruebas de campo a gran escala que sacuden y hacen girar los componentes sin caer en pedazos.

"Los tornillos pueden retroceder; las cosas pueden romperse, "dijo Greg Tipton, ingeniero de dinámica estructural en Sandia National Laboratories. Se realizan pruebas similares en el automóvil, industrias aeronáutica y aeroespacial.

Ahora, un análisis de los datos de los cohetes de sondeo HOT SHOT ha revelado una forma de mejorar estas pruebas, proporcionando una anterior, indicador más preciso de si una tecnología experimental finalmente tendrá éxito en el vuelo. Esto podría ahorrarle dinero a los contribuyentes al eliminar aproximadamente un año de investigación y desarrollo adicionales que normalmente se necesitan para obtener el mismo nivel de información.

En una serie de experimentos, Tipton y su equipo vistieron el interior de los cohetes sonoros con instrumentos del tamaño de un guisante que miden la vibración. Su trabajo ha producido una imagen más completa de las vibraciones de vuelo que ahora se está utilizando para crear simulaciones y pruebas en tierra más precisas.

"El vuelo te ofrece entornos combinados que no obtendrías en tierra, "Tipton dijo." Entonces, está girando y está acelerando y está vibrando, hay conmociones. Es un tipo de entorno completamente diferente ".

Olga Spahn, Gerente de Sandia sobre la integración de carga útil HOT SHOT, explicó que tener mejores datos en una etapa temprana de desarrollo podría crear oportunidades para explorar nuevos ideas innovadoras al reducir el riesgo de fracaso. También podría mejorar el rendimiento general de los futuros sistemas de misiles fomentando el desarrollo de componentes que reducen el tamaño. Requisitos de peso y potencia.

Una nueva forma de predecir las vibraciones del vuelo

El programa HOT SHOT mide los efectos del lanzamiento de un cohete en prototipos de tecnologías de disuasión nuclear. Cada vuelo contiene varios experimentos de investigadores de la red de laboratorios de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, plantas e instituciones afines. Sandia combina estos experimentos en una carga útil que se ejecuta en una fuente de energía común y un sistema de transmisión de datos. Sandia construye los cohetes integra los experimentos y opera los lanzamientos para NNSA.

En mayo de 2018, Tipton y su equipo proporcionaron su propio experimento. Construyeron un componente simulado para el cohete, al que llamaron "el pastel de bodas, "según su forma. Luego lo decoraron con sensores de vibración. Después del lanzamiento, jugaron un juego matemático con los datos que obtuvieron. Conociendo solo los datos de vibración de algunos sensores, intentaron calcular las lecturas en todos los demás sensores.

"Demostramos que podíamos hacer esto y predecir cuáles eran los entornos de vibración prácticamente en cualquier lugar de esa estructura, "Dijo Tipton.

En abril, repitieron el experimento, esta vez equipando todas las secciones de carga útil de dos cohetes, midiendo vibraciones en y alrededor de más de una docena de piezas de hardware experimental. El análisis inicial de esos datos ha sugerido que pueden predecir la vibración en prácticamente cualquier punto del espacio dentro de esa sección del cohete.

"Con esta última ronda de vuelos, como que agregamos otra capa de complejidad, "dijo Brandon Zwink, un consultor de ingeniería que trabajó con el equipo de Tipton y ayudó a analizar los datos. "Porque originalmente, con el pastel de bodas, teníamos hardware diseñado específicamente para trabajar con esto. Y ahora realmente estamos instrumentando hardware que, sabes, es hardware de vuelo. Realmente no tuvimos ninguna participación en el diseño. No fue diseñado para este experimento, es simplemente lo que era ".

Para darse cuenta de los posibles ahorros de costos, El equipo de Sandia ahora debe recrear el entorno de vuelo HOT SHOT utilizando tecnología de prueba en tierra. Si tiene éxito, Esta será una plataforma de prueba sofisticada que generará más y mejores datos de los que normalmente están disponibles para las tecnologías de misiles en las primeras etapas de desarrollo. El equipo está explorando la acústica y los parches vibratorios como formas de recrear patrones vibratorios complejos que son difíciles de reproducir utilizando solo las mesas vibradoras convencionales.

Dos vuelos HOT SHOT más se lanzaron el 28 de agosto desde las instalaciones de prueba de Kauai de Sandia en Hawai. Zwink colocó micrófonos alrededor del sitio de lanzamiento para medir el sonido producido por el cohete, que puede contribuir a las vibraciones.