Ariane 6: Pontosság, amely felszáll

2024. július 9-én eljött az idő: az új Ariane 6 rakéta sikeresen elindult a francia guyanai Kourou „űrkikötőből”, és teljesítette küldetését, hogy számos műholdat pályára helyezett kutatási célokra. Az ArianeGroup az Európai Űrügynökség (ESA) megbízásából kifejlesztette a 62 méter hosszú, nehéz felvonó Ariane 6 hordozójárművet. Ez biztosítja Európa független hozzáférését az űrbe.

Az első indítás után a következő Ariane hordozójármű 2025 márciusában indult az űrbe. Ehhez több mint 140 tonna üzemanyagot igényel hidrogénből és oxigénből. A négy üzemanyagtartály alját és tetejét úgynevezett kupolasegmensek alkotják, amelyek kifejezetten erre a célra gyártott alumíniumötvözetből készülnek. Ezek a kupola alakú alkatrészek a rakéta legsúlyosabb feszültségű részei közé tartoznak, és több hegesztett panelből állnak. Ahhoz, hogy az alkatrészek ellenálljanak a nagy terhelésnek a rövid űrrepülés során, a hegesztés előtt méretpontosnak és repedéstől és maradékfeszültségektől mentesnek kell lenniük. Ez úgynevezett „peen forming” vagy lövéscsillapítás révén érhető el. Ebben a formázási folyamatban egy alkatrészt - hasonlóan a klasszikus kovácsoláshoz - különböző méretű acélgolyókkal történő intenzív bombázással formálják.

Alexander Hoschka, az MT Aerospace projektmenedzsere a lövöldözés nagyon igényes folyamat: „A golyókat pontosan és pontosan meghatározott mennyiségben lőtjük a komponensre sűrített levegővel. A művészet az összes folyamatparaméter szabályozása, mint például az áramlási sebesség, a folyamatnyomás, a golyósebesség és a fúvóka vezetése a munkadarab mentén. Mivel a formázás célzottabb robbanással halad előre, a robotoknak 0,1 másodpercen belül el kell távolítaniuk a robbanást a munkadarab felületéről és vissza.” A szabadalmaztatott adagoló rendszer szabályozza a golyók áramlási sebességét. Legfeljebb 30 kg/perc áramlási sebességre tervezték, és öt különböző, legfeljebb 10 mm-es gömbátmérő feldolgozható váltás nélkül. Fontos, hogy azonnal távolítsa el a törött golyókat vagy esetleg idegen részeket, például csavarokat a folyamatból, mivel ezek egyébként helyrehozhatatlan károkat okozhatnak a rakéta részén.

Ezt a speciális folyamatot az MT Aerospace fejlesztette ki. A fémből és kompozit anyagokból készült könnyű szerkezetek technológiai vezetője a bajorországi Augsburgban gyártja a kupolasegmenseket. „A rendszer világszerte egyedülálló” - árulja el Hoschka. „Különösen különböző partnereket hoztunk be a fedélzetre erre a feladatra.” A Sentenso robbanótechnológiai vállalat megbízást kapott egy tesztgép gyártására a peening-folyamat fejlesztésére. A Nebumind adatszakember a szerzett betekintést arra használta, hogy kifinomult algoritmusokat valósítson meg a peening-programok automatikus generálásához és a folyamat figyelemmel kíséréséhez. Ezzel párhuzamosan a Freymatic gépgyártó, szoros együttműködésben az MT Aerospace és a TBM Automation fejlesztette ki és építette ki az alkatrészkezelést is magában foglaló lövéscsillapító rendszert.

A TBM Automation automatizálási cég volt felelős a rendszer középpontjáért, a golyók igényes adagolási folyamatáért. Silvester Tribus ügyvezető igazgató elmagyarázza: „Biztosítanunk kellett, hogy a rendszer mindig megfelelő mennyiségű golyót biztosítson a megfelelő sebességgel a fúvókákban. Ezenkívül a golyókat újra felhasználják, és automatikusan ennek megfelelően kell rendezni őket.” Ezeknek és számos más funkciónak, mint például a komplex szállítórendszer, a védőmechanizmusok, a hibás golyók eltávolítása és a két robot rendszerbe történő integrálásához a Rajna-völgyből származó vállalat különféle Siemens alkatrészeket használ. Négy Simatic vezérlő működik különböző perifériás eszközökkel a rendszerben. A Siwarex mérő- és mérőrendszerek pontosan figyelik a labda mennyiségét. Ezenkívül 16 G120 meghajtó, több HMI, RFID rendszer és egy szünetmentes Sitop tápegység biztosítja a zökkenőmentes működést.

A vezérlők és a robotok OPC-UA kapcsolaton keresztül továbbítják adataikat egy peremszámítógéphez. Ez a rendszer összes folyamatadatát elérhetővé teszi az AI által támogatott értékeléshez és programkorrekcióhoz. A TBM szakemberei teljes mértékben megvalósították az automatizálást a TIA Portal. „Ez a platform lehetővé teszi az automatizálási rendszerek kényelmes programozását, konfigurálását és felügyeletét. Ez nélkülözhetetlen a mindennapi munkánkban. Négy tanúsított TIA programozó dolgozik nálunk” - mondja Hubert Mathis, a TBM hardverprojektmenedzsere. A TBM Automation 2012 óta a Siemens Solution Partners közé tartozik, akik megalapozott szakértelemmel és tapasztalattal rendelkeznek a Siemens technológiáinak és termékeinek használatában.

Az alkatrészeket gyártásuk után alaposan megvizsgálják. Annak érdekében, hogy minőségüket bármikor zökkenőmentesen bizonyítsuk, az egyes kupolaszegmensek digitális ikerjét tárolják a Nebumind által kifejlesztett adatbázisban. A gépbe telepített számtalan érzékelő mérési adatait tartalmazza, és információkat nyújt a robotok összes tengelyhelyzetéről. Ha a külső minőségellenőrzés során következetlenségek merülnek fel, minden folyamat pontosan nyomon követhető. A nagy mennyiségű adatnak értékes információt kell nyújtania a jövőbeli terméktípusok fejlesztéséhez is.

Hamarosan a következő Ariane 6 rakéta elhagyja a Földet, és szolgálatait az űrben végzi. Sokkal több űrküldetés következik. Az MT Aerospace intézményi és kereskedelmi ügyfelei körében jelenleg nagy a kereslet a rakétaindító rendszerek iránt — árulja el Hoschka: „Büszkék vagyunk arra a sikeres projektre, amely szó szerint indult az összes érintett fél innovációbarát együttműködésének köszönhetően.”