Satelitter og pyrochok

Det kræver enorme kræfter at sende en satellit ud i rummet. Inden opsendelsen skal satellitters udstyr derfor gennemtestes for sikre at det kan holde til de chokbelastninger, som en opsendelse vil føre med sig.

Af Kim A. Schmidt, FORCE Technology

Et pyrochok er et mekanisk chok som fx opstår, når en eksplosion udføres på en mekanisk struktur, der er stiv nok til at overføre de ofte meget højfrekvente og højniveaumæssige tidsforløb, som genereres ved en sprængning.

Ethvert af disse chok medfører et tidsforløb med acceleration som funktion af tid. Tidsforløbet er ofte meget kort, f.eks. blot nogle tusinddele af sekunder (millisekunder). Men rent teknisk er det under alle omstændigheder et tidsforløb. Hvis man slår en knyttet hånd ned i et bord, laver man eksempelvis en chokpuls på op til 100 g (gange tyngdeaccelerationen) med en varighed (tidsforløb) på omkring 6 millisekunder.

Nødvendigt med grundige tests

Når man udsætter en del af en ”dims” for sådan en påvirkning, breder chokket sig ud i resten af dimsen, dvs. chokket (tidsforløbet) overføres. Pyrochok opstår fx også når en satellit skal frigøres fra en løfteraket, hvilket gøres ved at sprænge nogle specielle skruer med en indbygget krudtladning. Derfor er det også vigtigt at teste hvordan en satellits bestanddele vil reagere på sådan et pyrochok.

FORCE Technology’s første egentlige pyrochok test blev foretaget på et farvekalibreringsobjekt, som Niels Bohr Instituttet har udviklet til den Rover, som NASA sender mod planeten Mars i år 2020.

Mere komplekst end som så

Et pyrochok har ofte et ret komplekst tidsmæssigt forløb og kan derfor ikke udelukkende defineres som et bestemt forløb af acceleration som funktion af tid, og er derfor ofte specificeret ved hjælp af dets såkaldte Shock Response Spectrum (SRS). Kort sagt beskriver dette spektrum, hvordan en vilkårlig egenfrekvens responderer på det givne chok. Så et SRS-spektrum har egenfrekvens målt i Hertz [Hz] på x-aksen og den maksimale accelerationsværdi [g eller m/s2], som en simpel resonans vil opleve på y-aksen. En simple resonans benævnes ofte som Single Degree of Freedom (SDOF).

Hvor et traditionelt chok ofte udføres på en elektrodynamisk vibrator eller en dedikeret choktestmaskine, kræver det nogle mere specielle testopstillinger at kunne udføre pyrochok. Man kan fx bruge en løsning med et pendul, som slår rent metal mod metal på en plade med testemnet. Eller man kan erstatte pendulet med en lille kanon, som skyder med et metalprojektil. På FORCE Technology har vi udviklet et set-up, hvor vi bruger en kraftig krudtfyret sømpistol til at skyde direkte ned i en metalplade.

Læs mere