NASAのDynamic Environments Groupが衝撃・振動解析を強化

NASAのLaunch Services Program Officeに属するDynamic Environments Groupが、ロケットと宇宙機の荷重解析を効率化し、打ち上げ・上昇時の衝撃と振動の解析を強化した。標準化された有限要素モデリングの手順を構築し、ソフトウェアを認証に初めて使用した。

同グループは商用デジタルソフトウェアツールを新しい方法で使い、ミッションの安全性を強化している。

Dynamic Environments GroupはNASAのLaunch Services Program Officeの一部で、Launch Services Program OfficeとDynamic Environments Groupはフロリダ州のケネディ宇宙センターに所在する。

同グループは宇宙機とロケットの荷重解析を効率化し、打ち上げ・上昇時の衝撃・振動解析を強化した。標準化された有限要素モデリングの手順を構築し、商用デジタルソフトウェアツールを新しい方法で使ってミッションの安全性を強化している。

コンピューターを用いる手法は、機体を製造する前にロケットと宇宙機の挙動を予測する助けとなる。有限要素解析は複雑な構造を小さな要素に分割して、力や打ち上げ環境への反応を予測し、打ち上げ前に地上で課題へ対処することを可能にする。

ソフトウェアは旧来のツールに代わり、標準テンプレートを提供する。テンプレートは技術者を振動プロファイルと衝撃条件へ導く。Dynamic Environments Groupは、仮定条件の比較と構造の可視化にこのテンプレートを用いた。

商業打ち上げ提供者のロケットがNASAミッションに選ばれた。同社は振動試験を提供したが、衝撃試験は提供しなかった。Dynamic Environments Groupは衝撃試験が必要と判断し、飛行環境に関する同社の試験結果を検証した。解析は輸送中の衝撃への対処に知見を与えた。

このツールは数十年にわたり存在していたが、通常は動的環境分野で使われていなかった。動的環境の技術者は有限要素モデリングツールをあまり使わず、複雑な手順を学び直すことが多い。同グループは動力学の新しい分野でソフトウェアを使い、認証のための初の使用を行った。

ロケットと宇宙機は衝撃や振動を吸収するよう設計されるが、力は摩耗や飛行失敗の原因になり得る。発射台を離れた後は大半の問題を修理・修正できないため、地上での予測と検証が重要になる。

商業打ち上げ提供者のロケットがNASAミッションに選ばれた例では、振動試験は提供されたが衝撃試験は提供されなかった。Dynamic Environments Groupが衝撃試験の要否を判断し、試験結果を検証することは、ミッションの安全性強化に結び付く。