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quarta-feira, 23 de junho de 2010

SARA: ensaio da eletrônica embarcada

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Eletrônica do Sara é testada em ensaio

22/06/2010

No dia 17 de junho, a equipe do Projeto SARA realizou o ensaio em mesa de mancal a ar de um eixo do SARA suborbital, a verificação funcional mais importante da eletrônica embarcada do veículo. Os testes ocorreram no Laboratório de Propriedades de Massa da Divisão de Integração e Ensaios (AIE) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA).

Neste ensaio, o SARA Suborbital é colocado sobre um colchão de ar preso ao eixo longitudinal do Sara de forma a permitir a rotação do veículo quase sem atrito. Ao ser induzida uma rotação, a rede de controle do SARA comandou os atuadores de gás frio para controlar o movimento. Todo o processo foi enviado por telemetria para uma mini-estação montada para este fim. Após o teste com o eixo de rolamento, serão verificados também os eixos de arfagem e guinada.

No ensaio, foram testadas com sucesso as redes de controle, de telemetria e de serviço, restando apenas a rede de segurança, cujo teste será programado em outra data. A eletrônica do SARA Suborbital foi desenvolvida pela empresa Mectron, sob coordenação da Divisão de Eletrônica (AEL) do IAE.

Fonte: IAE/DCTA, editado pelo blog.
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sexta-feira, 21 de maio de 2010

Ensaio estático do SARA

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Divisões do IAE trabalham no Ensaio Estático do Satélite de Reentrada Atmosférica

21/05/2010

No dia 18 de maio o IAE realizou o ensaio estático da estrutura externa do Sara Suborbital, no Laboratório de Ensaios Estruturais (X-20) da Divisão de Sistemas Aeronáuticos (IAE/ASA). O experimento tem por objetivo a simulação dos carregamentos estáticos provocados pelas forças inerciais e forças aerodinâmicas, decorrentes do voo ascendente e descendente da missão.

O ensaio, que possibilitou a verificação da resistência e rigidez da estrutura externa, utilizou um Modelo de Engenharia (ME) em escala real. As medições foram realizadas utilizando medidores de deslocamento (LVDTs) e medidores de deformação (strain gages). Com os dados obtidos será possível verificar a distribuição de tensões e deformações nas áreas críticas (com maiores concentrações de tensão) e correlacioná-las com os cálculos efetuados por elementos finitos.

Três condições de carregamentos foram aplicadas: carregamento de tração transversal, compressão na direção longitudinal e ambos os carregamentos de tração e compressão aplicados simultaneamente. Para a inserção dos esforços foram utilizados atuadores hidráulicos com intensidade das forças agentes 1,5 vezes maior do que as forças nominais em condições previstas para o voo.

A estrutura externa do SARA Suborbital é constituída de componentes metálicos de alumínio, aço e também componentes com materiais compósitos. Na estrutura externa são utilizadas tanto junções parafusadas, quanto junções coladas com adesivo epóxi de aplicação aeroespacial.

A preparação do Modelo de Engenharia foi realizada pela Divisão de Integração e Ensaios (AIE) do IAE, sendo as diferentes partes do dispositivo de ensaio fabricadas pelas Divisões de Mecânica (AME) e de Sistemas Aeronáuticos (ASA), sob coordenação e supervisão da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE). O Modelo de Engenharia, mesmo sob os carregamentos mais intensos, suportou todos os esforços sem apresentar qualquer indício de fratura ou dano estrutural, demonstrando a elevada resistência mecânica e estrutural deste subsistema.

Fonte: Equipe SARA / IAE/DCTA
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quarta-feira, 7 de abril de 2010

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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segunda-feira, 21 de dezembro de 2009

Ensaios do projeto SARA

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Grupo SARA apresenta resultados de ensaios do Subsistema de Recuperação

18/12/2009

O projeto SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica), que se destina ao desenvolvimento de uma plataforma espacial para experimentos em ambiente de microgravidade, encontra-se na fase de ensaios do seu Subsistema de Recuperação.

Os testes, denominados Ensaios Dinâmicos, realizados entre os dias 23 de novembro e o dia 11 de dezembro de 2009, tiveram por objetivo analisar o comportamento dinâmico dos paraquedas desse subsistema, no momento da extração.

O Subsistema de Recuperação é constituído por dois tipos de paraquedas: o Paraquedas de Arrasto, o qual será o primeiro evento a ser disparado durante o voo suborbital e que reduzirá a velocidade de reentrada da cápsula até a velocidade adequada para o segundo evento, equivalente à abertura dos dois paraquedas principais, os quais terão a função de diminuir e manter a velocidade especificada no momento de impacto com a água.

Os ensaios foram realizados no Laboratório de Trem de Pouso (LTP) do IAE, com o apoio da Subdivisão de Ensaios Estruturais da Divisão de Sistemas Aeronáuticos (ASA-E). A coordenação, integração e execução dos ensaios foram realizados por engenheiros da Divisão de Integração e Ensaios (AIE) e bolsista da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE). O registro das imagens em alta resolução, realizado por servidores do Laboratório de Registro de Imagens (AIE-LRI), possibilitaram a análise detalhada da velocidade no momento de abertura dos paraquedas.

A Koldaev Desenvolvimento e Serviços Ltda, empresa especializada no Desenvolvimento e Ensaios de Sistemas Aeronáuticos, é a contratada para prestar serviços de consultoria durante o desenvolvimento e os testes do subsistema de recuperação para o veículo de reentrada atmosférica.

O diretor do instituto, coronel Pantoja, o vice-diretor de espaço, coronel Kasemodel, e o coordenador do projeto VLS-1, coronel Demétrio, observaram um dos ensaios executados pelo grupo. O Projeto SARA é coordenado pelo doutor Eduardo Vergueiro Loures da Costa, da Divisão de Sistemas Espaciais (ASE) do IAE.

Resultados dos ensaios

Os ensaios também tiveram por objetivo qualificar o pessoal envolvido nas atividades de dobragem e de integração; os resultados foram bem-sucedidos em resposta ao desdobramento completo de todos os eventos pertencentes ao subsistema de recuperação.

Terminada essa fase, o grupo envolvido irá elaborar os documentos de conclusão dos ensaios, de acordo com gráficos gerados da carga em função da distância e do tempo, além de discuti-los.

O projeto possui dois documentos importantes para a garantia de abertura, que são eles: documento de Análise de Riscos e o documento de Procedimento de montagem. Tais documentos informam aos operadores os meios e as etapas da integração e os riscos e problemas encontrados durante a integração dos componentes do Subistema de Recuperação.

Previsão

O SARA Suborbital, que está previsto para ser lançado em 2010, é constituído de quatro subsistemas: o Subsistema Estrutural, o Subsistema de Redes Elétricas, o Subsistema de Recuperação e o Subsistema do Módulo de Experimentação (MEXP).

No MEXP, também conhecido por subsistema de carga útil (payload) do SARA Suborbital, são instalados os instrumentos e experimentos científicos e tecnológicos a serem executados durante o voo suborbital em ambiente de microgravidade.

Fonte: IAE/DCTA
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quinta-feira, 15 de outubro de 2009

Ensaio de motores em São José dos Campos

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Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial realiza Operação Ômega em São José dos Campos

14/10/2009

O Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da Aeronáutica (DCTA) realizará, quinta-feira, dia 15, na Usina Coronel Abner, a Operação Ômega. Durante o evento, haverá um ensaio de queima em banco de provas do propulsor S40M e a certificação do foguete sub-orbital VSB-30. O evento contará com a presença do Ministro da Defesa, Nelson Jobim e do Comandante da Aeronáutica, Tenente-Brigadeiro Juniti Saito.

O Propulsor S40M foi desenvolvido para compor o veículo VS-40 que será utilizado no lançamento do Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA) Suborbital. O SARA Suborbital foi concebido para qualificar sistemas do SARA Orbital, tais como o sistema de recuperação e eletrônica embarcada (sensores inerciais, atuadores de controle e telemetria). O ensaio com o S40M tem por objetivo comprovar experimentalmente a funcionalidade das alterações realizadas em itens como ignitor, dispositivo mecânico de segurança, tampa traseira e proteção térmica da região cilíndrica do motor além de avaliar o desgaste de alguns materiais e verificar o nível de vibração do propulsor.

Após o ensaio com o S40M, haverá também a certificação do foguete sub-orbital VSB-30, primeiro produto espacial submetido a este procedimento no Brasil, pelo Instituto de Fomento e Coordenação Industrial (IFI). “Certificação é o processo pelo qual uma organização credenciada verifica e atesta o cumprimento de requisitos estabelecidos para um produto. Representa uma atividade de grande importância no desenvolvimento tecnológico e industrial” afirma o diretor do Instituto de Fomento e Coordenação Industrial, Cel Av Sebastião Gilberti Maia Cavali.

O foguete VSB-30 foi desenvolvido a partir de 2001, pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) em parceria com a Agência Espacial Alemã, para levar uma carga útil de 400 kg com experimentos científico-tecnológicos a um apogeu de 230 km. Este desempenho equivale a uma permanência de seis minutos acima da altitude de 110 km, em ambiente de microgravidade. Já foram lançados sete foguetes VSB-30, todos com êxito, sendo dois no Centro de Lançamento de Alcântara e cinco no Campo de Lançamento de Esrange, na Suécia.

A aplicação da metodologia utilizada na certificação do VSB-30 em outros projetos permitirá uma maior garantia da qualidade, bem como o desenvolvimento e a melhoria dos processos da própria atividade de certificação. “Um importante benefício obtido ao se implantar o processo de certificação no VSB-30 foi uma melhor estruturação da documentação de projeto, seguindo normas de segurança aplicáveis”, afirma o vice-diretor de Espaço do Instituto de Aeronáutica e Espaço, Cel Eng Carlos Antonio de Magalhães Kasemodel. Além desses, existem outros ganhos tais como os resultantes da cultura da certificação adquirida pelo IAE e do aprendizado sobre a área espacial adquirido pelo IFI.

Fonte: DCTA
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sábado, 19 de setembro de 2009

SARA e o túnel hipersônico do IEAv

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Túnel hipersônico será usado para reproduzir condições atmosféricas em desenvolvimento de satélite

18/09/2009

O Instituto de Estudos Avançados (IEAv), um dos centros de pesquisa do DCTA (Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial), concluiu no início deste semestre (julho) o projeto “Determinação de novas condições de ensaio do túnel hipersônico T2 para o veículo SARA”.

Financiado pela Agência Espacial Brasileira (AEB), o principal objetivo do trabalho foi investigar em que medida o túnel T2, em operação no Laboratório "Prof. Henry T. Nagamatsu", poderia ser utilizado para a reprodução de condições enfrentadas pelo Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA) durante a sua trajetória de reentrada na atmosfera terrestre.

O veículo espacial SARA está sendo desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), outro centro de pesquisa do DCTA, para servir como uma plataforma reutilizável para a realização de experimentos em ambiente de microgravidade, em órbita circular baixa (da ordem de 300 km) e por um período máximo de 10 dias. A versão atualmente em desenvolvimento prevê emprego em voos suborbitais.

Os resultados do projeto mostram que por meio da utilização de combinações adequadamente escolhidas, de gás do "driver" (região de alta pressão do túnel de choque), de pressão inicial do "driven" (região de baixa pressão) e de diâmetros de garganta e tubeira, é possível atingir, na seção de testes do túnel T2, escoamentos com números de Mach superiores a Mach 12 (ou seja, doze vezes a velocidade do som) e, por exemplo, pressões equivalentes à altitudes da ordem de 50 km.

Estes e outros resultados indicam que o túnel hipersônico T2 é útil não apenas para ensaios que deem suporte ao projeto do veículo SARA, mas também a projetos de outros veículos espaciais, tais como o da aeronave hipersônica 14-X, em desenvolvimento no IEAv.

Fonte: IEAv/DCTA
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sábado, 29 de agosto de 2009

Ensaios da rede pirotécnica do VLS-1

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Ensaios de interface da rede pirotécnica do VLS-1

28/08/2009

Foram realizados com sucesso os ensaios de interface da rede pirotécnica do VLS-1, em parceria com a empresa PyroAlliance, entre os dias 20 e 27 de agosto. Foram avaliados os sistemas de ignição dos Propulsores de Indução de Rolamento (PIR), sistema de ignição dos propulsores principais e sistemas de corte de separação do 1º estágio e sistema de destruição do veículo.

Estiveram envolvidos nestes ensaios as equipes da APE-X, AIE [Divisão de Integração e Ensaios] e três representantes da empresa PyroAlliance.

Fonte: IAE/CTA

Comentários: o IAE/CTA tem periodicamente realizado ensaios e testes relacionados ao VLS-1, etapas necessárias para o lançamento do VLS-1 XVT 01 em 2010 ou 2011.

A PyroAlliance é uma empresa do grupo francês SNPE especializada no desenvolvimento e fabricação de sistemas pirotécnicos para os setores aeronáutico, de defesa, industrial e espacial. Como a empresa informa em seu web-site, nenhum de seus produtos está sujeito às restrições do ITAR (International Traffic Arms Regulations), dos EUA, certamente uma das razões por ter sido escolhida pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) para participar do programa de lançadores brasileiros.

Ainda em se tratando de pirotecnia espacial, a empresa francesa Dassault Aviation, fabricante do caça Rafale ofereceu em seu pacote de transferência de tecnologia para a concorrência F-X2, da Força Aerea Brasileira, aplicativos específicos desse tipo de tecnologia (leia mais sobre a oferta da Dassault clicando aqui). A Dassault fornece os dispositivos pirotécnicos (ignição dos propulsores, separação de estágios e de cargas úteis, e eventual destruição do lançador) usados no lançador europeu Ariane 5.
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segunda-feira, 15 de junho de 2009

Ensaio hidráulico do propulsor S43

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Ensaio Hidráulico do Motor S43 ocorre com sucesso

15/06/2009

O envelope motor S43 é utilizado nos 1o e 2o estágios do VLS. Este Ensaio Hidráulico de Aceitação foi o primeiro de uma série de oito envelopes motores a serem liberados, para as próximas atividades de preparação do Veículo VLS-1, em seus primeiros Vôos Tecnológicos (XVT-01 e XVT-02).

O ensaio foi realizado no Laboratório de Ensaios Hidropneumáticos da AIE no dia 09/06/2009 às 14:00h.

O envelope motor foi preenchido com água (aproximadamente 3000 L) e pressurizado até 9,0 MPa (90 bar) durante o tempo de 1 minuto, após esta solicitação foi verificado se houve vazamento em suas interfaces, tomadas de pressão e local de instalação do ignitor.

Neste ensaio não foi observado vazamento significativo no envelope motor e interfaces, portanto o mesmo está liberado para as próximas atividades.

Equipe Envolvida:

Tecnol Geraldo - AIE - Coordenador
Téc Alério - AIE
Téc André Leite – AIE
Téc Eduardo Menotti - AIE
Téc Josué - AIE
Téc Marco – AVD-S

Fonte: IAE/CTA
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segunda-feira, 1 de junho de 2009

Ensaios do VLS-1

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Ensaio Funcional dos Atuadores de Separação do 1º e 2º Estágios do VLS – 1ª fase

01/06/2009

Os ensaios para qualificação do Sistema de Separação do 1º e 2º estágios do VLS foram especificados e divididos para ocorrer em 3 Fases distintas. A 1ª Fase de Ensaios foi encerrada nesta data de 27/05/2009 (veja foto), com o Ensaio Funcional dos Atuadores do Sistema.

Nessa 1ª Fase foram realizados outros ensaios não destrutivos (sem corte pirotécnico) dos atuadores, colocando-os em condições de variação de pressão e/ou massa e temperatura, para que pudesse ser observada a influência dessas variáveis no desempenho dos mesmos, por meio dos seguintes ensaios:

- estudo da carga oca (COL) de corte dos atuadores (realizado na pirotecnia);

- ensaio de estanqueidade dos atuadores;

- ensaio de vibração dos atuadores, e

- estudo da variação de pressão dos atuadores mediante variação de temperatura.

Para esse Ensaio Funcional dos Atuadores foram solicitados 160 testes, mas com e realização de extras esse total foi elevado para mais de 300.

Equipe AIE participante:

Coordenador - Tecnol. Fernando Aguiar
- Téc. Dimas Donizete
- Téc. Diego
- Téc. André Leite

Fonte: IAE/CTA
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segunda-feira, 15 de dezembro de 2008

Testes no modelo mecânico do CBERS 3 e 4

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INPE realiza testes no modelo mecânico dos satélites CBERS 3 e 4

15/12/2008

O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) iniciou os testes do modelo mecânico dos satélites CBERS-3 e 4, com lançamentos previstos para 2010 e 2013, respectivamente. Realizados no Laboratório de Integração e Testes (LIT) do INPE, em São José dos Campos (SP), o objetivo é simular com ensaios vibratórios e acústicos as condições que atuam na estrutura do satélite durante a fase de lançamento.

O projeto, fabricação e testes da estrutura mecânica dos satélites é responsabilidade do Brasil, que divide igualmente com a China o desenvolvimento dos CBERS-3 e 4. Para essa etapa, o INPE contratou o consórcio CFF - Cenic/Fibraforte, que segue projeto preliminar e requisitos estabelecidos pelo Instituto.

Os CBERS-3 e 4 representam uma evolução dos satélites CBERS-1, 2 e 2B, este último lançado em setembro de 2007. Para o CBERS-3 e 4, serão utilizadas no módulo carga útil quatro câmeras (Câmera PanMux - PANMUX, Câmera Multi Espectral - MUXCAM, Imageador por Varredura de Média Resolução - IRSCAM, e Câmera Imageadora de Amplo Campo de Visada - WFICAM) com desempenhos geométricos e radiométricos melhorados. A órbita dos dois satélites será a mesma que a dos CBERS-1, 2 e 2B.

O Programa CBERS

O INPE é responsável no Brasil pelo Programa CBERS (sigla para China-Brazil Earth Resources Satellite; em português, Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres). O acordo de cooperação espacial com a China, que em 2008 completou 20 anos, resultou na construção, lançamento e operação conjunta de três satélites de sensoriamento remoto, o último no ano passado. Outros dois serão lançados em 2010 e 1013.

Os CBERS-1 e 2 são idênticos em sua constituição técnica, missão no espaço e em suas cargas úteis (equipamentos que vão a bordo, como câmeras, sensores e computadores, entre outros equipamentos voltados para experimentos científicos). Os satélites foram dimensionados para atender às necessidades de China e Brasil, mas também para ingressar no emergente mercado de imagens orbitais até então dominado pelos que integram o bloco das nações desenvolvidas.

Em 2002, foi assinado um acordo para a continuação do programa, com a construção de dois novos satélites - os CBERS-3 e 4, com novas cargas úteis e uma nova divisão de investimentos de recursos entre o Brasil e a China - 50% para cada país (nos CBERS-1 e 2 a divisão foi de 70% para a China e 30% para o Brasil). Porém, em função de o lançamento do CBERS-3 ser viável apenas para 2010, e diante de um possível final de vida útil do CBERS-2 ocorrer antes deste prazo - com grande prejuízo para ambos os países e para os inúmeros usuários do CBERS -, o Brasil e a China, em 2004, decidiram construir o CBERS-2B e lançá-lo em 2007.

Com a política de dados gratuitos adotada pelo INPE em 2004, o Programa CBERS fez do Brasil o maior distribuidor de imagens de satélite do mundo. Apenas pelo Brasil já foram distribuídas cerca de 450 mil imagens CBERS para aproximadamente 15 mil usuários de várias instituições públicas e privadas, comprovando os benefícios econômicos e sociais da oferta gratuita de dados.

As imagens CBERS também são fornecidas gratuitamente para países da América do Sul que estão na abrangência das antenas de recepção do INPE em Cuiabá (MT). Na China, após a adoção de uma política similar à brasileira, foram distribuídas mais de 200 mil imagens, sendo o Ministério da Terra e de Recursos Naturais seu principal usuário.

No final de 2007, Brasil e China decidiram oferecer gratuitamente as imagens do CBERS para todo o continente africano. A distribuição das imagens vai contribuir para que governos e organizações na África monitorem desastres naturais, desmatamento, ameaças à produção agrícola e riscos à saúde pública.

Fonte: INPE
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