Passive Aeroelastic Tailored Wing Modal Test Using the Fixed Base Correction Method

In modal testing and finite element model correlation, analysts desire modal results using free-free or rigid boundary conditions to ease comparisons of test versus analytical data. It is often expensive both in cost and schedule to build and test with boundary conditions that replicate the free-free or rigid boundaries. Static test fixtures for load testing are often large, heavy, and unyielding, but do not provide adequate boundaries for modal tests because they are dynamically too flexible and often contain natural frequencies within the frequency range of interest of the test article. Dynamic coupling between the test article and test fixture complicates the model updating process because significant effort is required to model the test fixture and boundary conditions in addition to the test article. If there were a way to correct the modal results for fixture coupling, then setups used for other structural testing could be adequate for modal testing. In the case described in this paper, a partial static loads testing setup was used, which allowed significant schedule and cost savings by eliminating a unique setup for a modal test. A fixed base correction technique was investigated during modal testing of a flexible wing cantilevered from part of a static test fixture. The technique was successfully used to measure the wing modes de-coupled from the dynamically active test fixture. The technique is promising for future aircraft applications, but more research is needed

TELAMON: Effelsberg monitoring of AGN jets with very-high-energy astroparticle emission -- I. Program description and sample characterization

Aims. We introduce the TELAMON program which is using the Effelsberg 100-m telescope to monitor the radio spectra of active galactic nuclei (AGN) under scrutiny in astroparticle physics, specifically TeV blazars and candidate neutrino-associated AGN. Here, we present and characterize our main sample of TeV-detected blazars. Methods. We analyze the data sample from the first ~2.5 years of observations between August 2020 and February 2023 in the range from 14 GHz to 45 GHz. During this pilot phase, we have observed all 59 TeV-detected blazars in the Northern Hemisphere (i.e., Dec. >0{\deg}) known at the time of observation. We discuss the basic data reduction and calibration procedures used for all TELAMON data and introduce a sub-band averaging method used to calculate average light curves for the sources in our sample. Results. The TeV-selected sources in our sample exhibit a median flux density of 0.12 Jy at 20 mm, 0.20 Jy at 14 mm and 0.60 Jy at 7 mm. The spectrum for most of the sources is consistent with a flat radio spectrum and we find a median spectral index ($S(\nu)\propto\nu^\alpha$) of $\alpha=-0.11$. Our results on flux density and spectral index are consistent with previous studies of TeV-selected blazars. Compared to the GeV-selected F-GAMMA sample, TELAMON sources are significantly fainter in the radio band. This is consistent with the double-humped spectrum of blazars being shifted towards higher frequencies for TeV-emitters (in particular for high-synchrotron peaked BL Lac type objects), which results in a lower radio flux density. The spectral index distribution of our TeV-selected blazar sample is not significantly different from the GeV-selected F-GAMMA sample. Moreover, we present a strategy to track the light curve evolution of sources in our sample for future variability and correlation analysis.Comment: 16 pages, 11 figures, 4 tables, accepted for publication in A&

TELAMON: Effelsberg Monitoring of AGN Jets with Very-High-Energy Astroparticle Emissions -- II. Polarization properties

We present recent results of the TELAMON program, which is using the Effelsberg 100-m telescope to monitor the radio spectra of active galactic nuclei (AGN) under scrutiny in astroparticle physics, namely TeV blazars and neutrino-associated AGN. Our sample includes all known Northern TeV-emitting blazars as well as blazars positionally coincident with IceCube neutrino alerts. Polarization can give additional insight into the source properties, as the polarized emission is often found to vary on different timescales and amplitudes than the total intensity emission. Here, we present an overview of the polarization properties of the TeV-emitting TELAMON sources at four frequencies in the 20 mm and 7 mm bands. While at 7 mm roughly $82\,\%$ of all observed sources are found to be significantly polarized, for 20 mm the percentage is $\sim58\,\%$. We find that most of the sources exhibit mean fractional polarizations of $<5\%$, matching the expectations of rather low polarization levels in these sources from previous studies at lower radio frequencies. Nevertheless, we demonstrate examples of how the polarized emission can provide additional information over the total intensity.Comment: 9 pages, 2 figures, Proceedings of the 38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023

Convergent close-coupling method for positron scattering from noble gases

We present the convergent close-coupling formulation for positron scattering from noble gases (Ne, Ar, Kr and Xe) within the single-center approximation. Target functions are described in a model of six p-electrons above an inert Hartree–Fock core with only one-electron excitations from the outer p6 shell allowed. Target states have been obtained using a Sturmian (Laguerre) basis in order to model coupling to ionization and positronium (Ps) formation channels. Such an approach is unable to yield explicit Ps-formation cross sections, but is valid below this threshold and above the ionization threshold. The present calculations are found to show good agreement with recent measurements

Rechnergestütztes Tunen im Phasenresonanztest

Der Phasenresonanztest ist ein Verfahren zur modalen Identifikation elastischer Strukturen mit einer langen Tradition. Ständig leistungsfähigere Rechner und neue Meßtechnik erlauben jedoch auch in diesem Testverfahren Neuerungen und Verbesserungen. Dabei sind vor allem Methoden interessant, die die Versuchszeit bei gleichbleibender oder gar verbesserter Qualität der Resultate verkürzen. Mit diesem Bericht werden Methoden vorgeschlagen und untersucht, die einerseits das Tunen, d.h. den Abstimmprozess der Eigenform im Phasenresonanztest beschleunigen sollen, andererseits bereits während dieses Prozesses Aussagen über Eigenfrequenzen und Dämpfungseigenschaften der zu isolierenden Eigenform liefern

Experimentelle Modalkraftsimulation dynamischer Lasten bei nichtlinearem Strukturverhalten.

Mit der Modalkraftsimulation dynamischer Lasten wird ein neues Konzept vorgestellt, mit dem die durch Fupunkterregung verursachten dynamischen Belastungen an einer Struktur durch eine Anordnung von Einzelkraeften simuliert werden. Die Kraefte, die die an der Struktur wirkenden Traegheitskraefte infolge einer Fusspunktbeschleunigung ersetzen, werden so bestimmt, dass sie moeglichst gleiche Strukturantworten verursachen. Dies ist moeglich durch Kombination von sogenannten Modalkraeften, womit Kraftverteilungen fuer die gezielte Anregung von Eigenschwingungsformen bezeichnet werden. Zwei grundsaetzlich verschiedene Versionen der Modalkraftsimulation, eine auf der Forderung nach Gleichheit der Erregungsenergie sowie eine auf der Forderung nach Gleichheit der Strukturantworten in den Erregerpunkten basierende Variante, werden auf ihre Abhaengigkeit von nichtlinearem Strukturverhalten hin untersucht. Es werden Loesungsvorschlaege fuer dessen Beruecksichtigung im Experiment erarbeitet. Experimentelle Ergebnisse aus der Anwendung von sogenannter iterativer Kombination modaler Erregerkraftverteilungen auf eine komplexe nichtlineare dreidimensionale Teststruktur werden mit Messungen aus Mehrachsen-Vibrationstests verglichen. Aus der Diskussion der erzielten Ergebnisse werden die Fragen fuer weitere Untersuchungen aufgeworfen

Experimentelle Modalanalyse des Strato 2C Propellers unter Basisanregung.

Das Hoehenflugzeug 2C wird durch zwei fuenfblaetrrige Propeller mit 6m Durchmesser angetrieben. Einer der beiden Propeller wurde auf dem Mehrachsenvibrationssimulator MAVIS in Goettingen mit Hilfe von Basisanregung modal analysiert. Dabei wurden die Eigenschwingungskennwerte bis 90 Hz ermittelt. Erstmals wurden auch die generalisierten Massen einer solch dynamisch komplexen Struktur durch Messung der Kraefte und Momente an der Schnittstelle zwischen Propeller und Vibrationstisch bestimmt. Damit liegen aus Basisanregung fuer alle identifizierten Propellereigenformen die modalen Daten vollstaendig vor

Experimental Dynamic Load Simulation by Means of Modal Force Vectors - Final Report - ESA-Contract No. 7509/87/NL/PP Rider 1

Moderne Raumfahrtsysteme erfordern auf Grund der steigenden Tendenz zum Leichtbau sowie wachsende Groesse neue Verfahren zur strukturdynamischen Qualifikation. Strukturdynamische Qualifikation beinhaltet die experimentelle Ueberpruefung der dynamischen Auslegung der Konstruktion. Strukturdynamische Qualifikation von Raumfahrtsystemen wird auch gegenwaertig noch ueberwiegend in Form einachsiger Gleitsinustests durchgefuehrt. In den letzten zehn Jahren wurden als Alternative Testverfahren zur Simulation der mehrachsigen Belastungen entwickelt. Mit sogenannten Mehrachsenvibrationssimulatoren werden die dynamischen Lasten wie im realen Betrieb direkt als mehrachsige transiente Fusspunktzerregung auf die Teststruktur gegeben. Dabei werden jedoch erhebliche Kraefte benoetigt, um den gesamten Vibrationstisch mitsamtder Teststruktur zu beschleunigen. In einer Studie der Europaeischen Raumfahrtagentur ESA wurde ein neues Verfahren entwickelt, bei dem die dynamischen Lasten, die durch Fusspunktbeschleunigung entstehen, durch Kombination modaler Erregerkraefte simuliert werden. Bei der Modalkraftsimulation werden die Lasten durch an der Struktur angreifende Einzelkraefte erzeugt. Diese ersetzen die Traegheitskraefte, welche durch mehrachsige zeitabhaengige Beschleunigungen an den durch Modularisierung entstehenden Koppel- oder Schnittstellen - z. B. zwischen Traegersystemen und Nutzlast bei Raumfahrtsystemen - entstehen. Die Kraftverlaufe werden dabei durch Kombination modaler Einzelkraftgruppen, das sind Kraftverteilungen zur gezielten Anregung von Eigenschwingungsformen, berechnet. Sie sollen in der Struktur die gleichen Antworten erzeugen, wie sie durch reale dynamische Belastung infolge Fusspunkterregung entstehen wuerden. Dabei laesst sich die Berechnung und damit auch die Simulationin zwei grundsaetzlich

Verfahren der Modalsynthese.

Seit den sechziger Jahren sind Verfahren der Modalsynthese Gegenstand der Forschung. Ziel der Modalsynthese ist es, das dynamische Verhalten grosser elastischer Strukturen aus den bekannten modalen Groessen von Teilstrukturen zu bestimmen. In dem Beitrag wird ein Ueberblick ueber Modalsynthese-Verfahren gegeben. Die Grundlagen der modalen Synthese elastischer Strukturen werden erlaeutert. Es werden ein modales Korrekturverfahren, modales Koppelverfahren auf der Basis analytisch ermittelter modaler Groessen, modales Koppelverfahren mit experimentell gewonnenen modalen Daten beschrieben und an einfachen Beispielen erlaeutert. Abschliessend werden Vorteile und Probleme modaler Koppelverfahren diskutiert