Misure di accelerazione su campioni sottoposti ad impatto iperveloce: caratterizzazione del rumore di fondo della CISAS Impact Facility

Questo articolo descrive la caratterizzazione dell’ambiente vibrazionale di fondo, risultante dall’attivazione della CISAS Impact Facility, nel corso dell’esecuzione di test di impatto iperveloce. Ciò si è reso necessario nell’ambito di una ricerca finalizzata allo studio della propagazione di shock e vibrazioni fino a 10 kHz, su campioni sottoposti ad impatto iperveloce, in quanto l’esecuzione di tali prove è tipicamente associata a significativi, e indesiderati, livelli di vibrazione, che interferiscono con le grandezze principali da misurare. Le principali sorgenti di tale rumore di fondo sono state individuate sulla base dell’analisi a priori dell’esperimento e quindi verificate e quantificate separatamente, attraverso prove dedicate in cui si sono stimate le misure di accelerazione in bersagli non impattati. L’apparato sperimentale è stato mantenuto identico a quello utilizzato per le reali prove di impatto, ma le condizioni operative e le relative procedure sono state modificate per separare gli effetti delle sorgenti di rumore preventivamente identificate. Le accelerazioni sono analizzate e presentate in termini di evoluzione temporale e Shock Response Spectrum (SRS) essendo quest’ultimo il modo standardizzato in normative ESA e NASA per sintetizzare l’informazione relativa a effetti prodotti dalla propagazione di shock. Tale approccio ha consentito di individuare la più importante sorgente di rumore, che è risultata essere l’immissione, nella camera di impatto, del propellente necessario ad accelerare il proiettile. Il gas compresso, agisce sul target sia come carico distribuito, impattandovi direttamente, sia mettendo in vibrazione l’atmosfera residua (70 mbar) presente nella camera di impatto, provocando un accoppiamento acustico con il target stesso. Per ridurre tali effetti, sono state implementate alcune modifiche dell’apparato sperimentale, che hanno consentito di ridurre il disturbo in maniera significativa (da un fattore 3 a un fattore 10 a seconda della frequenza fino a 1000 Hz), fino a valori comparabili a quelli delle altre fonti.