噪声、振动是装备飞行过程中经历的重要环境,对有效载荷及其硬件设备尤为重要。发射及飞行期间装备直接经受高强声场作用,同时噪声环境通过结构传递引起机械振动,可能造成结构和设备的过应力或疲劳破坏,还可能造成设备的误操作,甚至会损伤关键性飞行硬件如计算机、机电设备、天线、太阳帆板和光学仪器等。因此在装备研制过程中,部件、分系统和系统一般会开展声振综合试验,尤其是大直径结构舱段声振综合试验必不可少。
噪声试验加载一般有混响室和行波管两种方法。一般来说,混响室多是模拟屏蔽罩内的半混响声场,声压级较低,中国的混响室噪声量级可达156分贝。在声压级满足试验要求的情况下一般采用混响室模拟外声场进行声振试验。行波管多是模拟屏蔽罩外的声场,声压级较高,噪声量级可达170分贝。声振综合试验一般通过在混响室内安装振动台来实现,也可以在行波管下安装振动台来实现。声振综合试验中主要采用电动或电液振动台模拟较低频率的振动部分。为了模拟试件边界的力学环境,可以是一个或多个振动台加载振动环境。采用混响室内安装振动台的声振综合试验系统见下图。
声振综合试验的技术参数一般根据装备环境剖面等确定。主要包括:①随机振动激励。频率范围、功率谱密度和总均方根值。②声激励。声谱中心频率、谱声压级、总声压级。③特征级扫描正弦振动试验激励。频率范围、加载量级、扫描速率。④试验加载时间。⑤加载方向等。
声振综合环境试验系统复杂,对于试件为系统级产品的试验规模较大,一般按照大型试验进行质量管控。正式试验前一般通过空载调试试验确认试验系统加载能力可以满足试验要求,试验程序合理可行,调试试验一般进行全流程、全量级调试。当试件较大可能对振动、噪声加载有较大影响,一般采用模拟件或试件进行预调试。如果采用试件调试一般采用低于全量级的试验条件进行调试,如-6分贝。试件的安装一般在混响室居中位置,安装支撑装置频率不大于25赫兹。正式试验时加载顺序为特征级-低量级-全量级-特征级,噪声、振动应力的加载时序按照试验剖面规定执行。特征级试验一般采用正弦扫描试验条件,目的是结构完整性检查。试验后应对试件功能性能参数变化趋势、特征级试验结果、测量获得的动力学数据等进行分析。
声振综合试验中当试件异常导致试验中断后,应按照规定进行故障分析处理,必要时采取改进措施,召开故障审查会。当环境条件欠试验中断时,可考虑从断点恢复试验。当环境条件过试验中断时,应评估对试件造成的影响,视情况调整试验程序。