奇石樂與 Beyond Gravity 最新合作開發(fā)了專用驗證載荷測試機，為衛(wèi)星夾層板中的螺紋嵌件創(chuàng)造了兼具移動性與高效性的測試方法。得益于這項創(chuàng)新，這家瑞士航天工業(yè)供應商不僅保障了自身產品質量，還能為客戶提供需要的現(xiàn)場支持。目前，奇石樂已向 Beyond Gravity 交付第二臺驗證載荷測試機。

衛(wèi)星制造：在 Beyond Gravity，需對航天設備開展多項測試，其中包括夾層板載荷測試

太空領域容不得任何差池。倘若組件與系統(tǒng)出現(xiàn)故障或質量缺陷，即便能夠修復，也需投入極高的成本與精力，且可能引發(fā)嚴重后果。正因如此，對火箭、衛(wèi)星及航天器的所有組件開展深度測試至關重要。測試技術與測試流程在航天領域占據(jù)核心地位，近幾十年來，這些領域已實現(xiàn)突破性發(fā)展。但針對某些特定測試需求，目前仍欠缺成熟適用的解決方案。

Beyond Gravity 是歐洲航天工業(yè)的領先供應商之一，在六個國家（瑞士、瑞典、奧地利、美國、芬蘭、葡萄牙）設有 12 處分支機構，員工人數(shù)超 1800 人。總部位于蘇黎世的 Beyond Gravity，是火箭結構件及各類衛(wèi)星產品的領先供應商。其客戶涵蓋歐洲航天局（ESA）、美國國家航空航天局（NASA），以及眾多商業(yè)航天企業(yè)與國際航天機構。在其蘇黎世航天測試中心，可對中大型結構件開展各類振動與振動臺測試、環(huán)境氣候測試，以及其他載荷測試（包括沖擊、火工沖擊、熱沖擊、跌落測試等）。

衛(wèi)星結構移動式驗證載荷測試機

Beyond Gravity 旗下衛(wèi)星結構業(yè)務部門生產并測試的產品，包含衛(wèi)星用輕質夾層板 —— 既涵蓋原型件，也包括批量達 100 件甚至更多的量產件。Markus Wyss 已在 Beyond Gravity 任職 15 年，專攻纖維增強復合材料領域。作為質量工程師，他主要負責銜接生產與測試環(huán)節(jié)。他介紹道：“我們找到奇石樂，希望能開發(fā)一臺新型驗證載荷測試機，用于對夾層板嵌件進行無損載荷測試。此前使用的舊設備源自某大學項目，已服役多年，面臨故障率不斷攀升的問題。”

從左至右：Alex Schaad、Markus Wyss（均來自 Beyond Gravity）與 Marvin Tüscher（來自奇石樂）站在驗證載荷測試機前；右側是待測試的衛(wèi)星用夾層板之一。

衛(wèi)星夾層板尺寸最大可達 4×3 米，每塊面板均設有若干螺紋嵌件，用于連接各類組件。“根據(jù)技術規(guī)格要求，每個嵌件需承受最高 4 千牛（kN）的載荷，測試時長最長為 99 秒。對我們而言，最重要的是記錄力值曲線，以便納入提供給客戶的測試文件中。當然，驗證載荷測試機的移動性也是關鍵特性 —— 這能讓我們在廠房內靈活移動，必要時還可攜帶前往客戶現(xiàn)場提供支持。”Markus Wyss 補充道。這套被命名為 “驗證載荷測試機” 的解決方案，由奇石樂定制產品線（CPL）的工程師團隊研發(fā)。最初采用 NCFH 機電壓裝模塊與 maXYmos NC 的方案，經評估后發(fā)現(xiàn)移動性未能達標。因此工程師團隊進一步開發(fā)了專用測試頭，集成了夾持器、帶位移測量系統(tǒng)的氣缸、三個壓電式力傳感器，以及奇石樂 maXYmos TL 過程監(jiān)測系統(tǒng)。

奇石樂為 Beyond Gravity 衛(wèi)星測試項目提供的移動式驗證載荷測試機，由集成傳感技術的測試頭，以及搭載過程監(jiān)測系統(tǒng)的電子設備箱兩部分組成。

“我們的解決方案采用力控模式，因此載荷測試的控制與調節(jié)（包括變形位移測量），均可嚴格按照客戶的具體技術要求精準執(zhí)行。” 奇石樂 CPL 開發(fā)工程師 Marvin Tüscher 表示，“通過這種設計，在 100 牛（N）至 4 千牛（kN）的全測量范圍內，測試精度可控制在目標值的 3% 以內。此外，借助位移測量系統(tǒng)，該方案還能以 ±0.07 毫米的精度監(jiān)測嵌件的軸向位移。若出現(xiàn)超出允許范圍的大幅變形，系統(tǒng)會立即中斷測試流程，避免夾層板受損；當作用力超出或低于設定值時，系統(tǒng)也會自動生成錯誤提示。” 整套電子設備（含過程監(jiān)測系統(tǒng)）均集成于便攜箱體中，使這臺驗證載荷測試機便于移動。目前，該系統(tǒng)已在 Beyond Gravity 現(xiàn)場完成校準。

第二臺嵌件載荷測試機已完成交付

如今，這臺驗證載荷測試機在 Beyond Gravity 幾乎每天都投入使用，平均每日測試 1-2 塊衛(wèi)星夾層板。“我們與研發(fā)團隊的合作非常順暢，”Markus Wyss 表示，“奇石樂的技術支持響應極快，服務體驗堪稱完美。” 在對每個嵌件進行載荷測試時，系統(tǒng)會自動生成 PDF 格式的力值曲線報告，以便與客戶分享。

該驗證載荷測試機內置 3 個 奇石樂 9301C 壓電式力傳感器，可在最長 99 秒的時長內，對最高 4 千牛（kN）的力進行測量。

在此基礎上，Beyond Gravity 額外訂購了第二臺驗證載荷測試機，作為備用設備，以防第一臺設備處于維護狀態(tài)，或用于客戶現(xiàn)場支持。憑借著持續(xù)改進的理念，團隊還為新設備加裝了額外的阻尼元件，以防止設備因過載受損。Markus Wyss 總結道：“通過定制產品線業(yè)務，奇石樂充分展現(xiàn)了其專業(yè)實力，是我們珍視的合作伙伴。展望未來，雙方有望在美國開展合作 —— 當?shù)赝瑯由婕靶l(wèi)星夾層板的制造與測試業(yè)務。當然，在 Beyond Gravity 的其他項目中，也存在更廣泛的合作空間。”