Onderdelen van vliegtuigen, satellieten en raketten krijgen enorm veel te verduren. Ze worden gebruikt in omgevingscondities met zeer hoge of lage drukken, heftige temperatuurschommelingen, elektromagnetische straling, maar ondervinden ook heftige schokken en vibraties. Voordat een nieuw onderdeel veilig in gebruik kan worden genomen, zijn daarom uitgebreide testen nodig om te beoordelen of het nieuwe systeem of component systeem deze omgeving overleeft.
NLR heeft zich gespecialiseerd in het uitvoeren van omgevingstesten. Op de locatie van NLR in Marknesse is de Vibration and Shock Test Facility (VST) gevestigd, met verschillende vibratietestsystemen.
Vakmanschap
Tijdens de ontwikkeling van nieuwe systemen en componenten worden zware eisen gesteld om te beoordelen of het product de beoogde omgeving gaat overleven. Met name de triltest is een van de zwaarste testen, omdat de manier van assembleren vaak effect heeft op een al of niet succesvol resultaat. Bijvoorbeeld een las kan er op het oog stevig uitzien, maar dat wil niet zeggen dat die ook de test overleeft. Kortom, niet alleen het product wordt getest, maar met name het vakmanschap.
Test-to-fail-principe
De experts van NLR in Marknesse hebben jarenlange ervaring met het doen van vibratietesten. Door de jaren heen hebben ze vele honderden schok- en vibratietests uitgevoerd voor externe opdrachtgevers. Regelmatig worden er ook onderdelen van satellieten getest. Zoals een druksensor, een thruster (miniraketmotortje) voor op een satelliet. Of neem de warmtewisselaar, geproduceerd op een 3D-printer, die op de testbank ging. “Bij het testen bleek dat in het materiaal scheurtjes ontstonden”, vertelt Rob Grijpma, vibration test engineer bij NLR. “Door die test kon het ontwerp verbeterd worden.”
Ook voor de luchtvaart voert NLR vibratietesten uit. Zo werd het propellerblad van een vliegtuig getest, en de oventjes voor het opwarmen van maaltijden voor passagiers. Soms is test-to-fail het doel van de vibratietest: een onderdeel laten trillen tot het kapotgaat.
Complete satellietsystemen
De expertise van NLR zit hem erin hoe te komen tot betrouwbare meetresultaten, zegt Grijpma. “Hoe doen we op een betrouwbare manier metingen, hoe maken we het te testen onderdeel goed vast, waar plaatsen we sensoren?”
Door dit nieuwe shaker-systeem is NLR in staat om grotere componenten en complete satellietsystemen op vibraties te testen, maar ook vliegtuigonderdelen onder cryogene – zeer koude – condities. Met name dat laatste is relevant voor de elektrificering van de luchtvaart: momenteel is veel onderzoek gaande naar vliegen op waterstof. Door de extreem lage temperaturen van deze systemen moet de opstelling waarmee getest gaat worden ook groter worden.
Technische specificaties
Het nieuwe TIRA 59412 vibratietestsysteem heeft een testoppervlak van 120 x 120 centimeter waarop te testen onderdelen kunnen worden vastgeschroefd. Dit is een gangbare maat, het is even groot als de basisplaten waarop de satellieten zitten vastgeschroefd die meegaan in de raketten van SpaceX.
De testplaat kan horizontaal heen en weer bewegen met een maximale verplaatsing van 2,5 inch (6,25 centimeter) en een maximale versnelling van 30 g. De shaker kan een te testen onderdeel op verschillende manieren heen en weer schudden; van een heel gelijkmatige trilling (sinusoïde) tot de willekeurige schokken die voorkomen bij een raketlancering.
Zie ook de homepage van de Vibration and Shock Test Facility.
