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Tests für die Raumfahrt
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Sie interessieren sich für Raumfahrttests, wissen aber nicht, welche Gantner-Produkte für Sie am besten geeignet sind? Unsere Ingenieure helfen Ihnen schnell, ein Q.series X DAQ auf Ihre Bedürfnisse zuzuschneiden.
Die Datenerfassungssysteme von Gantner ermöglichen präzise, synchronisierte Messungen von Dehnung, Temperatur, Druck, Schwingungen, Kraft und anderen Sensordaten bei Qualifizierungs-, Thermovakuum-, Struktur- und Antriebstests von Raumfahrzeugen.
From rocket engine hot-fire testing to spacecraft qualification, Gantner Instruments’ Q.series X data acquisition systems deliver precise, synchronised measurements for the most demanding space test applications. With a modular, distributed architecture, high-speed mixed-signal acquisition, and seamless integration into test facilities, Q.series X supports rocket engine testing, space simulation and environmental testing, structural testing, and vibration & shock testing. The result is trusted test data to verify performance, reduce risk, and ensure mission readiness.
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Unsere Ingenieure können Ihnen zügig dabei helfen, ein Datenerfassungssystem speziell für Ihre Anwendung im Bereich Tests für die Raumfahrt anzupassen.
NAVIGATION
Raketentriebwerkstests weisen Leistung, Zuverlässigkeit und Sicherheit von Antriebssystemen nach. Gemessen werden Druck, Temperatur, Vibration, Dehnung, Kraft und Durchfluss während Heißlauf- und Static-Fire-Kampagnen — auf einer Zeitbasis erfasst. So liegt ein transientes Ereignis in der Brennkammer auf derselben Zeitachse wie die Dehnung, die es in der Struktur ausgelöst hat.
Weltraumsimulation und Umweltprüfung weisen nach, dass Raumfahrzeuge, Satelliten, Nutzlasten und Komponenten den thermischen, Vakuum- und Umweltbedingungen von Start und Mission standhalten. Die Qualifikation im Thermalvakuum läuft von −200 °C bis +300 °C und über bis zu 50.000 Temperaturzyklen.
Strukturtests weisen Festigkeit, Steifigkeit und strukturelle Integrität von Raumfahrzeugen, Satelliten, Nutzlasten und Trägerraketen nach. Gemessen werden Dehnung, Weg, Kraft und Verformung unter repräsentativen statischen und dynamischen Lasten — mit denselben Modulen und auf derselben Zeitbasis wie bei Strukturtests im Flugzeugbau.
Die Vibrations- und Schockprüfung weist nach, dass Raumfahrzeuge, Satelliten, Nutzlasten und Komponenten den dynamischen Lasten, Vibrationen und Schockereignissen von Start, Stufentrennung und Betrieb standhalten. Dynamische und statische Größen werden gemeinsam erfasst. So stehen ein Schockereignis und die langsame Drift danach im selben Datensatz.
Why Gantner Instruments for Space Testing?
Deterministische, nanosekundensynchronisierte Messungen
Deterministische, auf Nanosekunden genau synchronisierte Messungen ermöglichen eine präzise zeitliche Abstimmung verteilter Sensordaten über das gesamte Testobjekt hinweg. Dies ermöglicht es Ingenieuren, transiente Ereignisse genau zu korrelieren, das strukturelle Verhalten zu analysieren, Wechselwirkungen zwischen Teilsystemen zu validieren und die Leistung von Raumfahrzeugen während Qualifizierungsprüfungen von Raketentriebwerken, Schwingungs-, Struktur- und Umweltprüfungen mit vollstem Vertrauen in die Messdaten zu überprüfen.
Schnelle Erfassung gemischter Signale
Dynamische und statische Größen werden auf einer einzigen synchronisierten Plattform gemessen, mit Abtastraten bis 4 MHz je Kanal. Dehnung, Vibration, Temperatur, Druck, Kraft und elektrische Signale liegen in einem Datensatz — schnelle Transienten erfassen und die Leistung von Teilsystemen nachweisen wird damit zum selben Arbeitsschritt.
Verteilte DAQ-Architektur für große Prüfstände
Eine verteilte DAQ-Architektur setzt die Messmodule nah an die Sensoren. Das verkürzt die analogen Kabelwege, hält elektromagnetische Störungen klein und erhält die Signalqualität. Große Raumfahrzeuge, Thermalvakuumkammern und Antriebsprüfstände lassen sich so einfacher instrumentieren.
Hohe Skalierbarkeit bei hoher Kanalanzahl
Die modulare Architektur der Q.series X lässt sich von wenigen Messkanälen auf Tausende skalieren, ohne dass dabei die Synchronisation, die Messgenauigkeit oder die Systemleistung beeinträchtigt werden. Ingenieure können komplette Raumfahrzeuge, Antriebssysteme und große Umweltprüfanlagen mithilfe einer einzigen, einheitlichen DAQ-Plattform ausstatten und so eine gleichbleibende Datenqualität während komplexer Qualifizierungs- und Verifizierungstestkampagnen gewährleisten.
Nahtlose Anbindung an die Prüfstandssteuerung
Die Q.series X bindet sich über verbreitete Protokolle an die Prüfstandssteuerung an — EtherCAT, PROFINET und Modbus. Messdaten laufen synchron mit SPS, Automatisierungssoftware und Sicherheitssystemen. Ihre bestehende Prüfstandssoftware bleibt, wo sie ist.
Messqualität in Zahlen belegt
Die dreifache galvanische Trennung bis 1.500 V hält Erdschleifen und Gleichtaktspannungen aus dem Messwert heraus. Der Brückenergänzungswiderstand für Viertelbrücken hält 0,05 ppm/K — über eine Qualifikationskampagne, die Wochen dauert, bleibt die Messung auf der Referenz, mit der sie begonnen hat.
Wer vertraut Gantner bei Strukturprüfungen in der Luft- und Raumfahrt?
Anwendungsbeispiele
Gantner Instruments arbeitet mit führenden Testeinrichtungen und Testsystemintegratoren an innovativen, hochmodernen Datenerfassungslösungen, die selbst die anspruchsvollsten Test- und Messanwendungen in der Luft- und Raumfahrt erfüllen.
AE
Temperaturmessung in Komponenten von Hybrid-Elektroantrieben
Für unseren Kunden, einen bekannten deutschen Marktführer im Bereich Maschinenbau und Technologie, lieferten wir die Lösung für eine Prüfanwendung zur Temperaturmessung von Komponenten und neuen Materialien für elektrische Hybridantriebe.
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FAQ
Dies sind häufig gestellte Fragen zu unserer Challenge zur Dehnungsmessung:
Raumfahrttests weisen nach, dass Raumfahrzeuge, Satelliten, Nutzlasten und Trägersysteme den mechanischen, thermischen und Vakuumbedingungen von Start und Mission standhalten — und damit Leistung, Zuverlässigkeit und Missionsreife erreichen. Eine Qualifikationskampagne verbindet mehrere Disziplinen: Antrieb, Struktur, Vibration und Schock sowie Umweltprüfung. Jede davon erzeugt Messdaten, die im Qualifikationsbericht bestehen müssen.
Die Qualifikation weist nach, dass ein Entwurf mehr aushält, als die Mission voraussichtlich verlangt — höhere Lasten, längere Dauer, zusätzliche Reserve. Die Abnahmeprüfung weist nach, dass ein einzelnes Flugexemplar korrekt gefertigt wurde: auf Missionsniveau und ohne diese Reserve. Der Protoflight-Ansatz verbindet beides — ein Exemplar wird auf Qualifikationsniveau geprüft, aber über die Dauer der Abnahme, und fliegt anschließend.
Bei der Thermalvakuumprüfung wird der Prüfling in einer Vakuumkammer den Druck- und Temperaturextremen des Weltraums ausgesetzt. Qualifikationsläufe decken einen Bereich von −200 °C bis +300 °C und bis zu 50.000 Temperaturzyklen ab. Sie weisen nach, dass Werkstoffe, Fügestellen und Elektronik wiederholtes Ausdehnen und Zusammenziehen überstehen, während sie im Vakuum ausgasen.
Beim Static-Fire-Test läuft das Triebwerk mit vollem Schub, während das Flugerät fest am Prüfstand verankert bleibt. Über Triebwerk und Struktur hinweg werden Druck, Temperatur, Vibration, Dehnung, Kraft und Durchfluss aufgezeichnet. Weil eine Heißlaufkampagne teuer und kurz ist, muss die Messkette jeden Kanal beim ersten Versuch erfassen.
Start, Stufentrennung und Entfaltung setzen ein Raumfahrzeug Rauschvibration, Sinus-Sweeps und Pyroschock aus. Die Vibrations- und Schockprüfung bildet diese Lasten auf einem Shaker oder Schocktisch nach. Dass dynamische und statische Kanäle gemeinsam erfasst werden, ist hier entscheidend: Ein Schockereignis und die langsame Drift danach gehören in denselben Datensatz.
In Europa regelt ECSS-E-ST-10-03C Rev.1 (Space engineering — Testing, 31. Mai 2022) die Bodenprüfung von Elementen und Ausrüstung des Raumsegments. Die Norm legt Prüfniveaus, Reserven, Dauern, Toleranzen und die erforderliche Dokumentation fest — für Qualifikationsmodelle, für Flugmodelle auf Abnahmeniveau und für Protoflight-Modelle. Kunden ergänzen häufig eigene Anforderungen der Agentur oder des Programms.
Asynchrone Messdaten sind eine der größten Unsicherheiten in einem Qualifikationsprogramm. Wenn ein Drucktransient in der Brennkammer und die Dehnung, die er in der Struktur auslöst, auf unterschiedlichen Zeitbasen liegen, wird die Korrelation zur Schätzung. Die Q.series X synchronisiert alle Kanäle ab Werk mit einem maximalen Jitter unter 100 ns — auch über eine verteilte Installation hinweg.
Die Q.series X läuft unter RT-Linux ohne Host-PC, mit bis zu 20 unabhängigen Datenloggern und einem Ringpuffer, der das Laufwerk automatisch wechselt. Drei Redundanzstufen mit HOT SWAP halten die Daten verfügbar, auch während ein Laufwerk getauscht wird. Eine Heißlaufkampagne gibt es genau einmal — der Prüflauf läuft weiter, auch wenn der PC oder die Netzwerkverbindung ausfällt.