Ариана 6: Прецизност, която излита

На 9 юли 2024 г. дойде времето: новата ракета Ariane 6 успешно изстреля от „космическото пристанище“ Куру във Френска Гвиана и изпълни мисията си да постави множество спътници в орбита за изследователски цели. ArianeGroup разработи 62-метровия тежък ракет Ariane 6 от името на Европейската космическа агенция (ЕКА). Това гарантира независим достъп на Европа до космоса.

След първото изстрелване следващата ракета Ariane проправи път в космоса през март 2025 г. За това са необходими повече от 140 тона гориво от водород и кислород. Долната и горната част на четирите резервоара за гориво са оформени от така наречените куполни сегменти, изработени от алуминиева сплав, специално произведена за тази цел. Тези куполообразни компоненти са сред най-силно напрегнатите части на ракетата и се състоят от няколко заварени панела. За да могат компонентите да издържат на големи натоварвания по време на краткия полет в космоса, те трябва да са размерно точни и без пукнатини и остатъчни напрежения преди заваряване. Това се постига чрез т.нар. „пиенформинг“ или изстрел пининг. При този процес на формоване компонент — подобен на класическото коване — се оформя чрез интензивно бомбардиране със стоманени топки с различни размери.

Изстрелването е много взискателен процес, обяснява Александър Хошка, ръководител на проекти в MT Aerospace: „Топките се изстрелват точно и в точно определени количества върху компонента с помощта на сгъстен въздух. Изкуството е да се контролират всички параметри на процеса като дебит, налягане на процеса, скорост на топката и насочване на дюзата по протежение на детайла. Тъй като формоването напредва с по-целенасочено взривяване, роботите трябва да преместят взрива далеч от и обратно към повърхността на детайла в рамките на 0,1 секунди. Патентована система за дозиране регулира скоростта на потока на топките. Той е проектиран за дебит до 30 кг/мин и пет различни диаметъра на топката до 10 мм могат да бъдат обработени без превключване. Важно е незабавно да премахнете счупените топки или евентуално чужди части като винтове от процеса, тъй като в противен случай те биха могли да доведат до непоправими повреди на ракетната част.

Този специален процес е разработен от MT Aerospace. Технологичният лидер за леки конструкции, изработени от метал и композитни материали, произвежда куполните сегменти в Аугсбург, Бавария. „Системата е уникална в световен мащаб“, разкрива Хошка. „Специално привлекохме различни партньори за тази задача.“ Компанията за технологии за взривни процеси Sentenso беше възложена да изгради тестова машина за разработване на процеса на пилинг. Специалистът по данни Nebumind използва придобитите прозрения за внедряване на сложни алгоритми за автоматично генериране на програми за пининг и за наблюдение на процеса. Успоредно с това машиностроителят Freymatic, в тясно сътрудничество с MT Aerospace и TBM Automation, разработи и изгражда системата за изрязване на изстрели, включително обработка на части.

Компанията за автоматизация TBM Automation беше отговорна за сърцето на системата, взискателния процес на дозиране на топките. Изпълнителният директор Силвестър Трибус обяснява: „Трябваше да гарантираме, че системата винаги осигурява правилното количество топки с правилната скорост в дюзите за взривяване. Освен това топките се използват повторно и трябва автоматично да бъдат сортирани съответно.“ За да интегрира тези и множество други функции като сложната транспортна система, защитни механизми, отстраняване на дефектни топки и двата робота в системата, компанията от долината на Рейн използва различни компоненти на Siemens. В системата работят четири контролера Simatic с различни периферни устройства. Системите за измерване и претегляне на Siwarex прецизно следят количеството на топката. Освен това 16 G120 устройства, няколко HMI, RFID системи и непрекъсваемо захранване Sitop осигуряват безпроблемна работа.

Контролерите и роботите доставят данните си чрез OPC-UA връзка към крайния компютър. Това прави всички процесни данни на системата достъпни за оценка, поддържана от AI и корекция на програмата. Специалистите на TBM внедриха автоматизацията изцяло в TIA Portal. „Тази платформа позволява удобно програмиране, конфигуриране и мониторинг на системите за автоматизация. Той е незаменим от ежедневната ни работа. Имаме четирима сертифицирани програмисти на TIA, които работят за нас „, казва Хуберт Матис, ръководител на проекти за хардуер в TBM. TBM Automation е сред партньорите на Siemens Solution от 2012 г. насам, които имат добър опит и опит в използването на технологии и продукти на Siemens.

Компонентите се проверяват старателно след производството им. За да могат да докажат качеството си безпроблемно по всяко време, цифров близнак от всеки куполен сегмент се съхранява в базата данни, разработена от Nebumind. Той съдържа данните за измерване от безбройните сензори, инсталирани в машината, и предоставя информация за всички позиции на осите на роботите. Ако възникнат несъответствия по време на външния контрол на качеството, всички процеси могат да бъдат проследени точно. Голямото количество данни също трябва да предостави ценна информация за развитието на бъдещи видове продукти.

Скоро следващата ракета Ariane 6 ще напусне Земята и ще изпълнява услугите си в космоса. Следват още много космически мисии. Търсенето на системи за изстрелване на ракети в момента е голямо, както сред институционалните, така и сред търговските клиенти на MT Aerospace, разкрива Hoschka: „Гордеем се с успешния проект, който буквално започна благодарение на благоприятното за иновациите сътрудничество на всички участващи страни.“