Una prima pietra miliare per lo sviluppo di tecnologie missilistiche è dimostrare che possono funzionare in simulazioni al computer o test sul campo su larga scala che scuotono e fanno ruotare i componenti senza cadere in pezzi.

"Le viti possono tirarsi indietro; le cose possono rompersi, " ha detto Greg Tipton, un ingegnere di dinamica strutturale presso i Laboratori Nazionali Sandia. Test simili vengono eseguiti nell'auto, industrie aeronautiche e aerospaziali.

Ora, un'analisi dei dati del razzo sonda HOT SHOT ha rivelato un modo per migliorare questi test, fornendo un precedente, indicatore più accurato del fatto che una tecnologia sperimentale alla fine avrà successo in volo. Ciò potrebbe far risparmiare denaro ai contribuenti eliminando circa un anno di ricerca e sviluppo aggiuntivi normalmente necessari per ottenere lo stesso livello di informazioni.

In una serie di esperimenti, Tipton e il suo team hanno rivestito l'interno dei razzi sonda con strumenti delle dimensioni di un pisello che misurano le vibrazioni. Il loro lavoro ha prodotto un quadro più completo delle vibrazioni di volo che viene ora utilizzato per creare simulazioni e test a terra più accurati.

"Il volo ti offre ambienti combinati che non otterresti a terra, " Tipton ha detto. "Quindi, sta girando e sta accelerando e sta vibrando, ci sono shock. È un tipo di ambiente completamente diverso".

Olga Spahn, Il manager di Sandia sull'integrazione del payload HOT SHOT, ha spiegato che disporre di dati migliori in una fase iniziale di sviluppo potrebbe creare opportunità per esplorare nuovi, idee innovative riducendo il rischio di fallimento. Potrebbe anche migliorare le prestazioni complessive dei futuri sistemi missilistici favorendo lo sviluppo di componenti che riducano le dimensioni, requisiti di peso e potenza.

Un nuovo modo per prevedere le vibrazioni del volo

Il programma HOT SHOT misura gli effetti del lancio di un razzo sui prototipi di tecnologie di deterrenza nucleare. Ogni volo contiene diversi esperimenti di ricercatori della rete di laboratori della National Nuclear Security Administration, piante e istituzioni affini. Sandia combina questi esperimenti in un carico utile che funziona su una fonte di alimentazione e un sistema di trasmissione dati comuni. Sandia costruisce i razzi, integra gli esperimenti e gestisce i lanci per NNSA.

A maggio 2018, Tipton e il suo team hanno fornito il proprio esperimento. Hanno costruito un finto componente per il razzo, che chiamavano "la torta nuziale, " dopo la sua forma. Poi lo hanno decorato con sensori di vibrazione. Dopo il lancio, hanno fatto un gioco matematico con i dati che hanno ricevuto. Conoscendo solo i dati di vibrazione di pochi sensori, hanno provato a calcolare le letture su ogni altro sensore.

"Abbiamo dimostrato che potevamo farlo e prevedere quali fossero gli ambienti di vibrazione praticamente ovunque su quella struttura, " ha detto Tipton.

In Aprile, hanno ripetuto l'esperimento, questa volta allestendo le intere sezioni di carico di due razzi, misurare le vibrazioni su e intorno a più di una dozzina di componenti hardware sperimentali. L'analisi iniziale di questi dati ha suggerito che possono prevedere le vibrazioni praticamente in qualsiasi punto dello spazio all'interno di quella sezione del razzo.

"Con questo ultimo giro di voli, abbiamo aggiunto un altro livello di complessità, " ha detto Brandon Zwink, un consulente tecnico che ha lavorato con il team di Tipton e ha aiutato ad analizzare i dati. "Perché in origine, con la torta nuziale, avevamo un hardware progettato specificamente per funzionare con questo. E ora stiamo davvero strumentando hardware che, sai, è hardware di volo. Non abbiamo davvero avuto alcun input nel design di esso. Non è stato progettato per questo esperimento, è proprio quello che era."

Per realizzare i potenziali risparmi sui costi, il team di Sandia deve ora ricreare l'ambiente di volo HOT SHOT utilizzando la tecnologia di test a terra. In caso di successo, questa sarà una piattaforma di test sofisticata che genererà dati migliori e maggiori di quelli normalmente disponibili per le tecnologie missilistiche nelle prime fasi di sviluppo. Il team sta esplorando l'acustica e le patch vibranti come modi per ricreare schemi vibrazionali complessi che sono difficili da riprodurre utilizzando i soli tavoli shaker convenzionali.

Altri due voli HOT SHOT sono stati lanciati il ​​28 agosto dal Kauai Test Facility di Sandia alle Hawaii. Zwink ha messo in campo microfoni intorno al sito di lancio per misurare il suono prodotto dal razzo, che possono contribuire alle vibrazioni.