Ensayos acústicos de campo directo
La prueba acústica de campo directo , o DFAT , es una técnica utilizada para la prueba acústica de estructuras aeroespaciales sometiéndolas a ondas sonoras creadas por una serie de controladores acústicos. [1] El método utiliza altavoces acústicos electrodinámicos, dispuestos alrededor del artículo de prueba para proporcionar un campo de sonido directo uniforme, bien controlado en la superficie de la unidad bajo prueba. El sistema emplea controladores acústicos de alta capacidad, potentes amplificadores de audio, un controlador de banda estrecha de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) y micrófonos de laboratorio de precisión para producir un entorno acústico que puede simular el sonido de un helicóptero, avión, motor a reacción o vehículo de lanzamiento. presióncampo. Un sistema de alto nivel es capaz de alcanzar niveles generales de presión sonora de 125 a 147 dB durante más de un minuto en un rango de frecuencia de 25 Hz a 10 kHz. [2]
Un campo directo es generado por controladores de audio dispuestos para rodear el artículo de prueba. Se pueden utilizar dos esquemas de control diferentes para realizar una prueba de campo directa. Un método, conocido como entrada única-salida única o SISO, utiliza una única señal de activación para todos los controladores acústicos con varios micrófonos de control promediados para producir la medición de control. Este método producirá un conjunto de ondas planas correlacionadas que pueden combinarse para producir variaciones de gran magnitud creando fluctuaciones locales en la superficie del artículo de prueba. Se pueden experimentar variaciones de magnitud de hasta +/− 12dB. El segundo método, conocido como MIMO, utiliza múltiples señales de excitación independientes para controlar múltiples ubicaciones de micrófonos independientes. Este método produce un campo menos correlacionado que es mucho más uniforme que el campo SISO.Las variaciones de magnitud en el rango de +/- 3dB son típicas cuando se usa el control MIMO.
La técnica utiliza ondas planas incidentes normales en un espectro conformado de ruido acústico para impactar directamente en todas las superficies expuestas del artículo de prueba sin reflejos en los límites externos. Dependiendo de la geometría del artículo de prueba, esto podría producir variaciones de magnitud en las superficies debido a diferencias de fase entre las ondas planas. En el caso de artículos de prueba de gran área superficial y baja densidad de masa, la diferencia de fase puede excitar los modos de estructura primaria de una manera diferente a las pruebas de campo reverberante más convencionales. Esta diferencia fundamental y su impacto en la estructura deben sopesarse con las ventajas del método DFAT.
Una ventaja de las pruebas DFAT sobre las pruebas reverberantes es la portabilidad del sistema DFAT. Esto permite transportar el equipo de prueba a cualquier ubicación, configurarlo, calibrarlo, utilizarlo para realizar una prueba acústica de alta intensidad y luego retirarlo del sitio de prueba. Todo el proceso, desde la carga hasta la descarga, se puede realizar en no más de 4 días para un gran satélite o una estructura aeroespacial similar. El sistema de prueba utiliza un enfoque de "bloques de construcción" para formar combinaciones de equipos para satisfacer los requisitos ambientales. Los sistemas suelen incluir más de 500 altavoces, más de 2 millones de vatios de amplificación, al menos de 8 a 16 micrófonos de control y un sistema de adquisición de datos y control acústico MIMO de circuito cerrado.El enfoque de movilidad y "bloques de construcción" permite que este método se adapte a cada aplicación y proporcione una solución de prueba más oportuna y rentable. Este método también puede ser útil para probar artículos que son demasiado grandes para caber dentro de una cámara acústica reverberante tradicional.
