Ensaio dinâmico do SARA suborbital

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IAE realiza ensaio dinâmico da estrutura do Sara Suborbital

07/04/2010

O IAE realizou o ensaio dinâmico do Módulo de Experimentação (MEXP) e da Estrutura Interna do Sara Suborbital, um satélite de reentrada atmosférica destinado a operar em órbita baixa para a realização de experimentos em microgravidade.

No ensaio foram utilizados modelos de engenharia do MEXP, fabricado em parceria com a empresa Cenic Engenharia, e massas Dummies, peças que emulam fisicamente os componentes reais do satélite. Esses equipamentos permitem salvaguardar a estrutura real do satélite dos impactos submetidos durante os experimentos.

O MEXP é composto por estruturas honeycomb constituídas de alumínio e fibras de carbono, de elevada relação de resistência mecânica em relação ao peso. Uma espécie de estrutura sanduíche cuja superfície comporta os experimentos e cujo interior aloca os componentes elétricos.

No ensaio dinâmico, realizado no Laboratório de Vibrações da Divisão de Integração e Ensaios (AIE), o MEXP foi instalado em um shaker ou vibrador eletrodinâmico responsável por simular níveis de excitação provocados por forças aerodinâmicas e vibrações resultantes do voo, além de operações dos motores foguetes.

Nos esforços dinâmicos aplicados à estrutura do Sara, níveis de amplitude e de frequência pré-estabelecidos permitiram a verificação do comportamento estrutural de modo a evitar o abalo em suas partes eletrônicas e nos experimentos durante o voo.

Durante os ensaios de vibração, a rigidez da espessura foi testada através de uma varredura de várias frequências, amplificada até o limite máximo suportado e a descoberta da frequência natural de operação. Os esforços de aceleração foram aplicados à parte eletrônica, destinada ao controle do satélite em órbita e à aquisição de dados durante os experimentos.

Dependendo das condições de ensaio e das posições de voo, a aceleração pode ultrapassar o limite estabelecido de 15 m/s ou 15 g´s, causando desgastes também nos componentes eletrônicos. As acelerações resultantes do ensaio foram obtidas de sensores (acelerômetros) instalados nas massas Dummies.

Segundo o coordenador do ensaio de vibração do Sara, Leandro Ribeiro de Camargo, os sinais foram processados via software para cada ponto de frequência e aceleração correspondentes, resultando em uma análise numérica das simulações virtuais. Os esforços aplicados aos subsistemas do Sara demonstraram a elevada capacidade de resistência estrutural e, mesmo a níveis de excitação elevados, não provocaram falhas ou danos estruturais no modelo.

Após a análise dos resultados, os engenheiros do IAE poderão verificar a necessidade de alterações no projeto e a construção de um protótipo para que o ensaio em sua estrutura real seja realizado. Os testes serão os mesmos, mas em uma estrutura mais adequada para o lançamento.

Fonte: IAE/DCTA
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