Überwachung von Strukturschwingungen an den Kernsystemen eines Crawler-Transporters der NASA

Bei der Arbeit mit dem Sensor Data Acquisition Subsystem (SDAS) der NASA, einer Subsystemgruppe der mobilen Startplattform 1 (MLP), wurde festgestellt, dass ein veraltendes Datenerfassungssystem ersetzt werden musste, das die Kernsysteme des Crawler-Transporters (CT) überwacht. 

Erforderlich war eine Anwendung mit einer hohen Kanalanzahl und präziser Zeitsynchronisation, die in denselben kleinen Raum passen sollte wie das veraltende System aus den 1980er-Jahren.

Einleitung

Techniker der NASA im Kennedy Space Center stellten einige Probleme mit dem veraltenden Datenerfassungssystem des Crawler-Transportsystems fest, während sie sich im Rahmen des Artemis-1-Programms auf das erste Rollout der Trägerrakete Space Launch System (SLS) zur Startrampe vorbereiten. 

Die als Crawler bezeichneten Gleiskettenfahrzeuge wurden 1965 für die Apollo-Missionen gebaut, um die Saturn-5-Rakete vom Vehicle Assembly Building (VAB) zu den Startrampen zu transportieren. Damals wurden zwei Einheiten gefertigt, die beide noch heute in Betrieb sind.

Jeder Crawler hat eine Eigenmasse von über 2,7 Millionen Kilogramm (2700 Tonnen) und ein Gesamthebevermögen von ca. 5400 bis 8100 Tonnen. Die Höchstgeschwindigkeit liegt beladen bei 1,6 km/h und unbeladen bei 3,2 km/h. 

Die durchschnittliche Fahrzeit vom VAB über den sogenannten Crawlerway zum Launch Complex 39 (LC-39) beläuft sich auf etwa fünf Stunden. Der Crawler führt 19.000 Liter Dieselkraftstoff mit sich und verbraucht 295 l/km. Die Entfernung zur Startrampe LC-39B beträgt 6,7 km.

Abmessungen des Crawlers:

• Grundfläche: 40 m x 35 m

• Die Höhe vom Boden zur Plattform ist zwischen 6 m und 8 m verstellbar, und jede Seite kann unabhängig von der anderen angehoben oder abgesenkt werden.

• Der Crawler verwendet ein Laser-Leitsystem, das auf dem Weg zur Startanlage Steigungen von bis 5 % mit einer Genauigkeit von 10 Winkelminuten (entsprechend etwa 0,16 ° oder 30 cm an der Spitze der Saturn V) ausgleichen kann.

Die Herausforderung

Bei der Anwendung handelte es sich um eine einfache Messreihe mit:

• 30 IEPE-Beschleunigungsaufnehmern für Schwingungssignale zur Überwachung der Strukturschwingungen sowie 

• 16 Kanälen für Hydraulikdruck und 

• Temperaturen. 

Die Schwierigkeit bestand darin, zeitkorrelierte Echtzeit-Messungen über mehrere Plattformen hinweg durchzuführen, ohne die GPS-Zeit zu verwenden. Bei Benutzung des IRIG-B-Timecodes kann diese externe Zeitquelle dazu dienen, die Daten mit denen der anderen DAQ-Module abzugleichen, die sich auf dem vom Crawler transportierten Mobile Launcher befinden.

Das R8R-DAQ-Chassis in Verbindung mit SIRIUS-STG-Verstärkern  ist für das SDAS-Team des Kennedy Space Centers zur bevorzugten Lösung geworden. Diese Konfiguration ermöglicht eine Symmetrie über alle Testanforderungen hinweg und die Möglichkeit, Chassis als Ersatzteile untereinander auszutauschen, um die Testzeit zu beschleunigen und die Ressourcen effektiver zu nutzen. Die DSI-Adapter wurden ausgewählt, um die Signalaufbereitung für die IEPE-Sensoren abzuschließen.

Messanforderungen

• Erfassung von 30 IEPE-Beschleunigungsaufnehmern für die Analyse von Strukturschwingungen

• 16 Kanäle für Hydraulikdruck

• Temperaturerfassung

• Ersatz eines bestehenden Datenerfassungssystems

• Datenkorrelation in Echtzeit mit den SDAS-Systemen des Mobile Launchers

Fazit

Das Ergebnis ist ein zufriedener Kunde mit einem neuen Datenerfassungssystem für die Echtzeitüberwachung, -anzeige und -aufzeichnung der Performance des Crawler-Transportsystems, während dieses eine unbezahlbare Last befördert und präzise Bewegungen ausführt.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt bei dieser Anwendung in der Qualität und Leistung des SIRIUS-STG Verstärkers, der ein brillantes Preis-Leistungsverhältnis bietet.

Das jetzt verwendete R8R-Gehäuse ist robust genug, um in jeder Umgebung zu bestehen, der ein Datenerfassungssystem bei der NASA ausgesetzt werden kann. Die einfache Anpassung des Systems an Umgebungen und Testanforderungen jeder Art sorgt dafür, dass die Techniker ihre Zeit tatsächlich der Datenerfassung widmen können, anstatt sie mit der Konfiguration des Systems zu verbringen.

Dieser Test zeigt das Ergebnis all der harten Arbeit, die geleistet wurde, um das SDAS-Team bei der großen Vielfalt an durchzuführenden Tests zu unterstützen. Dieses Projekt bietet ein perfektes Beispiel für ein Drop-in-Replacement zur schnellen Aufrüstung und Erweiterung der Testfähigkeiten unter Verwendung der stets einfach zu bedienenden Testlösungen von Dewesoft. 

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