Использовался ли когда-либо звук для диагностики проблемы, не выявленной другими измерениями?

Передние кромки крыла шаттла Orbiter, изготовленные из армированного углерод-углеродного (RCC) композитного материала, были частично протестированы техниками, постукивающими по ним и слушающими возникающие звуки. Однако это не сработало, и его заменила инфракрасная термография.

Источники

• STS-121: Самый сложный запуск, часть 3
• 1986 Пресс-мануал

Я не уверен, насколько широко вы задаете широту своего вопроса. Но я знаю, что механики реактивных двигателей всегда прислушиваются к турбине, когда она разгоняется, достигает устойчивого состояния, а затем отключается. Я знал главного инженера Flying Tigers в 1970-х годах, это был седой старик, который прикладывал ухо к гондоле двигателя, чтобы слушать работу подшипников и масляных насосов. Он мог диагностировать вещи, которые никто другой и никакие приборы не могли обнаружить. Однако к тому времени, когда он вышел на пенсию, он оставил его почти полностью глухим. Акустика используется для неразрушающего контроля материалов и соединений, которые могут иметь дефекты, почти не обнаруживаемые стандартными рентгеновскими методами. Я помню, как астронавты Аполлона и Джемини говорили о том, достаточно ли плавно работают двигатели-носители, когда они слушали или чувствовали вибрации, поступающие в капсулу.

Есть еще один момент: обнаружение перехода от периодического к хаотическому движению в любой колебательной системе. Этот переход может быть легко обнаружен в одних системах, менее заметен или неоднозначен в других. Но есть много примеров, когда этот переход указывает на то, что система вот-вот выйдет из строя или быстро развалится. Иногда его трудно охарактеризовать или смоделировать.

Если считать ультразвук внутри металла звуком:

Из этого ответа на Почему они считают, что расширяемый модуль деятельности Bigelow «получил удар»? :

После некоторых исследований и этой статьи я узнал, что они используют систему под названием Distributed Impact Detection System (сокращенно DIDS) для обнаружения этих воздействий. НАСА описывает систему так:

Устройства DIDS представляют собой высокоскоростные четырехканальные дигитайзеры, записывающие ультразвуковые шумы. Вместо того, чтобы прислушиваться к шипению воздуха, эти устройства улавливают высокочастотные звуки, проходящие через сам металл.

На МКС установлено несколько таких систем в разных модулях.

Подробную информацию о системе можно найти в этом техническом отчете NASA Distributed Impact Detector System (DIDS) Health Monitoring System Evaluation .

Если считать УЗИ

Несколько утечек на борту МКС были впервые обнаружены по увеличению скорости разгерметизации станции, которую нельзя было объяснить известными причинами. Их можно локализовать в «каком отсеке?» закрывая различные люки и следя за перепадами давления в них.

Однако, прежде чем вы сможете ИСПРАВИТЬ чертову утечку, вам нужно найти и точно ее идентифицировать.

Ультразвук используется для обнаружения утечек, которые не настолько вопиющие, чтобы издавать свистящий звук, который мы можем услышать нашими ушами.

Цитата из Сколько примерно утечек было зафиксировано на МКС?

Видео ниже, найдено в Spaceflight Insider. Как было обнаружено точное место недавней утечки воздуха на МКС? показаны кадры использования ультразвукового течеискателя на борту МКС и по крайней мере один случай, когда утечка, похоже, была устранена.

После того, как астронавты определили, из какого из модулей происходит утечка, в данном случае из верхней части космического корабля «Союз МС-09», они использовали устройство, называемое ультразвуковым течеискателем ( УЛД ), чтобы определить точное местоположение космического корабля «Союз». была утечка атмосферы.

ниже: скриншот из недавнего твита Роскосмоса , в котором космонавт Сергей Прокопьев (предположительно) рассказывает об обнаружении и ремонте свинца и показывает УЛД? (Я не говорю по-русски, но предположительно это правильно.) Перевод текста с помощью Google:

«Друзья, я решил снять видео, чтобы ответить на ваши многочисленные комментарии и развеять слухи. На МКС все спокойно!»

Если считать сейсмические колебания звуком

Из этого ответа на Как самые чувствительные сейсмометры на Марсе защищены от самого мощного отбойного молотка на Марсе всего в нескольких футах? :

Команда SEIS сказала об этом в обзоре этапа ввода в эксплуатацию сейсмометра SEIS на Марсе .

В тот же период, что и операции по калибровке, сейсмометр SEIS также начал прослушивать вибрации, вызванные кротом HP³, когда он направлялся вниз через марсианские недра во время 92-го и 94-го солов.

Собранные данные показали, что датчики SP сейсмометра SEIS, хорошо приспособленные для высокочастотных измерений, регистрируют различную информацию — не только об операциях проникновения, но и о внутренней работе крота. Сигналы настолько сильны, когда крот начинает стучать, что маятники VBB насыщаются.

Задача датчиков SP состоит в том, чтобы как можно точнее определить время прихода сигналов, генерируемых сложными движениями различных подвижных частей крота всякий раз, когда он начинает двигаться вперед. Специальный цифровой фильтр будет загружен в электронный блок eBOX, который управляет SEIS для увеличения временного разрешения. В зависимости от того, что слышат датчики SP, инженеры проекта будут знать, продолжает ли крот двигаться вниз (даже медленно), отскакивает ли он от чего-то на своем пути или полностью заблокирован.

Второй цифровой фильтр также будет активирован для предотвращения насыщения сверхчувствительных датчиков VBB сейсмометра, когда HP3 использует ударный механизм. Анализируя разницу в распространении сейсмических волн в зависимости от встречающихся материалов, можно определить наличие очень твердого слоя глубиной около 30 см.

Это не космический корабль (и даже не самолет), но как насчет того, чтобы найти плохой зажим в термоядерном реакторе? Совместный европейский торус в Калхемском центре термоядерной энергетики имеет микрофоны в реакторной комнате, питающие динамики в диспетчерской, чтобы операторы могли прослушивать аномалии во время работы.

По словам Дэвида Хомфрея, главного инженера,

Пару лет назад у нас произошел сбой, и мы услышали этот лязг. И мы смогли определить точную область и то, что, как мы думали, это был зажим, который держал трубу, и мы сразу же смогли пройти в это место, пойти туда, где, как мы думали, это было, и нашли это... а потом смог заменить.

Источник: Помогите, Мой термоядерный реактор издает странный шум (Том Скотт) , 2:28.

Примечание: хотя это явно не космическое приложение, я бы сказал, что это очень похожее диагностическое использование: JET и Perseverance — это эксперименты, в которых у нас недостаточно опыта, чтобы мы не обязательно знали обо всех режимах отказа, которые нам нужно следите за (пока), и поэтому у нас не обязательно есть соответствующие датчики и/или логика обнаружения. Они оба используют звук + человеческий слух в качестве детекторов широкого спектра вещей, о которых мы не думали.

Адаптировано / изменено из микрофонов на Perseverance Rover.

Настойчивость имеет два микрофона!

С микрофонов на марсоходе Perseverance

Микрофон на SuperCam

SuperCam идентифицирует минералы и горные породы, а также ищет органические соединения, которые могут быть связаны с прошлой жизнью на Марсе. У него есть лазер, который может щелкать и изучать области на камне размером с точку в конце этого предложения. Все примерно с 20 футов или 7 метров. Затем его камера и спектрометры исследуют химический состав породы. Микрофон на SuperCam дает ученым еще одно «чувство», с помощью которого можно зондировать каменные цели, которые они изучают.

Основная работа: помощь в изучении марсианских пород.

Расположение: на короткой 15-мм стреле на голове длинной мачты вездехода.

Прослушивание, когда: когда инструмент SuperCam включен, в течение нескольких миллисекунд за раз. Или слушать ветер и звуки ровера по 3,5 минуты за раз.

Что он может слышать: стаккато, возникающее при изучении лазером шума камней, ветра и вездехода.

Услышать звуки лазерной стрельбы:

Когда SuperCam стреляет лазером по камню, небольшое количество камня испаряется в горячий газ, называемый «плазмой», а тепло и вибрация создают ударную волну, которая издает хлопающий звук. Камера и спектрометр SuperCam могут «считывать» горячий газ, чтобы выявить химический состав испарившейся породы. В то же время микрофон слышит стаккато «хлоп», когда лазер ударяет по скале в нескольких футах от Perseverance.

Тип «хлопка», который он издает, говорит ученым о массе и составе камня. Интенсивность звука показывает относительную твердость горных пород, что может рассказать нам больше об их геологическом контексте. Например, твердость породы может помочь нам сказать, образовалась ли она в озере или из материала, принесенного ветром, или какое давление было связано с ее образованием. И все это, даже не подъезжая и не прикасаясь к нему.

SuperCam может слушать около 3,5 минут за раз, выполняя научные наблюдения. Это дает марсоходу возможность услышать звуки Марса, такие как пронзительный звук песчинок над поверхностью, ветер, свистящий вокруг мачты марсохода, и низкий вой пыльных дьяволов, проходящих мимо. Микрофон также записывает звуки Perseverance, используя свою руку, выбивая камни и хруст колес о поверхность. Ровер может слышать другие инструменты, внутренние механизмы и слышать, когда мы опускаем пробирки с образцами. В некоторых случаях звук может помочь команде диагностировать состояние внутренних механизмов или инструментов марсохода.

Микрофон для записи посадки вездехода

Основная работа: Записывать звуки приземления

Запись звуков при спуске, трения атмосферы, пыли, поднимаемой двигателями при спуске марсохода.

Услышав звуки вездехода

Инженеры оптимизируют этот микрофон для использования в легко доступном, купленном в магазине оборудовании. Вряд ли это сработает дальше посадки. Если он выживет, мы сможем услышать звуки марсианских ветров и звуки работающего марсохода, такие как вращение колес или двигатели, которые поворачивают его голову, и тепловые насосы, которые согревают его.

Лазерный щелчок! (не Пью)

Марсоход Perseverance компании Space.com записал первый лазерный звук на Марсе. Это «щелчок!» не "пью!"

Микрофон SuperCam записал звук марсианского ветра в течение первых нескольких дней пребывания Perseverance на Марсе, объявила сегодня команда инструментов. Микрофон также зафиксировал бесчисленное количество быстрых снимков работы Мааза, которые были сделаны из-за ударных волн, генерируемых теплом и вибрацией испарения породы.

По словам Мердока, такой звук будет весьма полезен команде SuperCam. Например, детали снимков покажут твердость каждой каменной цели, которую нельзя определить только по составу. (Мел и мрамор имеют одинаковый химический состав, как указал Мердок.)

По словам Мердока, записи SuperCam также помогут команде Perseverance следить за марсоходом и его различными подсистемами и позволят исследователям лучше понять тонкую марсианскую атмосферу, в которой преобладает углекислый газ.