NASA ใช้ซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์วิเคราะห์แรงสั่นสะเทือนจรวด

กลุ่ม Dynamic Environments Group ของ NASA Launch Services Program Office ใช้ซอฟต์แวร์ดิจิทัลเชิงพาณิชย์ในวิธีใหม่ เพื่อวิเคราะห์แรงกระแทกและการสั่นสะเทือนของจรวดและยานอวกาศ

ทีมงานยังพัฒนา workflow มาตรฐานสำหรับ finite element modeling และระบุว่าแนวทางนี้ช่วยเสริมความปลอดภัยของภารกิจ

กลุ่มนี้สังกัด Launch Services Program Office ของ NASA และตั้งอยู่ที่ Kennedy Space Center ในรัฐฟลอริดา ขณะที่ Launch Services Program Office ก็ตั้งอยู่ที่เดียวกัน

ทีมงานพัฒนา workflow มาตรฐานสำหรับ finite element modeling และใช้ซอฟต์แวร์ดิจิทัลเชิงพาณิชย์แทนเครื่องมือเดิม การใช้งานนี้เป็นการนำซอฟต์แวร์ไปใช้ในสาขาพลศาสตร์ใหม่

ซอฟต์แวร์ให้เทมเพลตมาตรฐานที่นำทางวิศวกรผ่านโปรไฟล์การสั่นสะเทือนและเงื่อนไขแรงกระแทก และถูกใช้เป็นครั้งแรกสำหรับการรับรอง

การปรับกระบวนการทำให้การวิเคราะห์แรงของยานอวกาศและจรวดกระชับขึ้น และเสริมการวิเคราะห์แรงกระแทกกับการสั่นสะเทือนในช่วงปล่อยและขาขึ้น

วิธีการเชิงคอมพิวเตอร์ช่วยคาดการณ์พฤติกรรมของจรวดและยานอวกาศก่อนที่ฮาร์ดแวร์จะถูกสร้างขึ้น โดย finite element analysis แบ่งโครงสร้างซับซ้อนออกเป็นส่วนย่อยเพื่อคาดการณ์การตอบสนองต่อแรงและสภาพแวดล้อมการปล่อย และช่วยให้แก้ปัญหาบนภาคพื้นก่อนปล่อย

ในกรณีหนึ่ง จรวดของผู้ให้บริการปล่อยจรวดเชิงพาณิชย์ได้รับเลือกสำหรับภารกิจ NASA แต่บริษัทส่งมอบเฉพาะการทดสอบการสั่นสะเทือนโดยไม่มีการทดสอบแรงกระแทก ทีมงานจึงสรุปว่าต้องมีการทดสอบแรงกระแทก และใช้เทมเพลตเพื่อเปรียบเทียบสถานการณ์สมมติและแสดงภาพโครงสร้าง

การวิเคราะห์ยังยืนยันผลการทดสอบของบริษัทสำหรับสภาพแวดล้อมการบิน และให้ข้อมูลเชิงลึกเพื่อจัดการแรงกระแทกระหว่างการขนส่ง

ก่อนหน้านั้น วิศวกรมักประมาณสภาพแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนด้วยกฎเชิงประสบการณ์หรือปรับขนาดข้อมูลเดิม ขณะที่วิศวกรด้านพลศาสตร์ใช้เครื่องมือ finite element modeling ไม่บ่อยและมักต้องเรียนรู้งานซับซ้อนซ้ำ

จรวดและยานอวกาศถูกออกแบบให้รับแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน แต่แรงเหล่านี้อาจทำให้เกิดความสึกหรอหรือความล้มเหลวระหว่างบินได้ และปัญหาส่วนใหญ่ไม่สามารถซ่อมหรือแก้ไขได้หลังออกจากฐานปล่อย การคาดการณ์และแก้ปัญหาบนภาคพื้นจึงสำคัญ

เมื่อมีการใช้จรวดเชิงพาณิชย์ในภารกิจ NASA การชี้ว่าต้องมีการทดสอบแรงกระแทก การยืนยันผลการทดสอบของผู้ให้บริการ และการวิเคราะห์แรงกระแทกระหว่างการขนส่ง ล้วนช่วยเสริมความปลอดภัยของภารกิจ ซึ่งเป็นประเด็นที่ผู้ติดตามอุตสาหกรรมดวงจันทร์ควรสนใจ