Ariane 6: Precizie care decolează

Pe 9 iulie 2024, a venit momentul: noua rachetă Ariane 6 a fost lansată cu succes din „portul spațial” Kourou din Guyana Franceză și și-a îndeplinit misiunea de a plasa numeroși sateliți pe orbită în scopuri de cercetare. ArianeGroup a dezvoltat vehiculul de lansare Ariane 6 lung de 62 de metri în numele Agenției Spațiale Europene (ESA). Acest lucru asigură accesul independent al Europei la spațiu.

După prima lansare, următorul vehicul de lansare Ariane și-a făcut drum în spațiu în martie 2025. Pentru aceasta, necesită mai mult de 140 de tone de combustibil din hidrogen și oxigen. Partea inferioară și superioară a celor patru rezervoare de combustibil sunt formate din așa-numitele segmente de cupolă realizate dintr-un aliaj de aluminiu special fabricat în acest scop. Aceste componente în formă de cupolă sunt printre cele mai puternic stresate părți ale rachetei și constau din mai multe panouri sudate. Pentru ca componentele să reziste la sarcini mari în timpul zborului scurt în spațiu, acestea trebuie să fie precise din punct de vedere dimensional și fără fisuri și tensiuni reziduale înainte de sudare. Acest lucru se realizează prin așa-numita „formare a peenului” sau prin împrăștiere. În acest proces de formare, o componentă - similară forjării clasice - este modelată prin bombardamente intense cu bile de oțel de diferite dimensiuni.

Măcinarea prin împușcare este un proces foarte solicitant, explică Alexander Hoschka, manager de proiect la MT Aerospace: „Bilele sunt împușcate cu precizie și în cantități exact definite pe componentă folosind aer comprimat. Arta este de a controla toți parametrii procesului, cum ar fi debitul, presiunea procesului, viteza mingii și ghidarea duzei de-a lungul piesei de prelucrat. Deoarece formarea progresează cu o sablare mai țintită, roboții trebuie să deplaseze explozia de la și înapoi la suprafața piesei de prelucrat în 0,1 secunde. Un sistem de dozare brevetat reglează debitele bilelor. Este proiectat pentru debite de până la 30 kg/min și cinci diametre diferite ale bile de până la 10 mm pot fi prelucrate fără schimbare. Este important să îndepărtați imediat bilele rupte sau, eventual, părțile străine, cum ar fi șuruburile, din proces, deoarece altfel ar putea duce la deteriorarea ireparabilă a piesei rachetei.

Acest proces special a fost dezvoltat de MT Aerospace. Liderul tehnologic pentru structuri ușoare realizate din metal și materiale compozite produce segmentele cupole din Augsburg, Bavaria. „Sistemul este unic la nivel mondial”, dezvăluie Hoschka. „Am adus în mod special diverși parteneri la bord pentru această sarcină.” Compania de tehnologie a procesului de explozie Sentenso a fost însărcinată să construiască o mașină de testare pentru a dezvolta procesul de curățare. Specialistul în date Nebumind a folosit informațiile obținute pentru a implementa algoritmi sofisticați pentru generarea automată a programelor de peening și pentru a monitoriza procesul. În paralel, producătorul de mașini Freymatic, în strânsă colaborare cu MT Aerospace și TBM Automation, a dezvoltat și construit sistemul de tăiere, inclusiv manipularea pieselor.

Compania de automatizare TBM Automation a fost responsabilă pentru inima sistemului, procesul solicitant de dozare a bilelor. Directorul general Silvester Tribus explică: „A trebuit să ne asigurăm că sistemul furnizează întotdeauna cantitatea potrivită de bile la viteza potrivită în duzele de explozie. În plus, bilele sunt refolosite și trebuie sortate automat în consecință. Pentru a integra aceste funcții și numeroase alte funcții, cum ar fi sistemul complex de transport, mecanismele de protecție, îndepărtarea bilelor defecte și cei doi roboți în sistem, compania din Valea Rinului folosește diverse componente Siemens. Patru controlere Simatic cu diverse dispozitive periferice funcționează în sistem. Sistemele de măsurare și cântărire Siwarex monitorizează cu precizie cantitatea mingii. În plus, 16 unități G120, mai multe HMI, sisteme RFID și o sursă de alimentare Sitop neîntreruptibilă asigură funcționarea fără probleme.

Controlerele și roboții își livrează datele printr-o conexiune OPC-UA la un computer edge. Acest lucru face ca toate datele de proces ale sistemului să fie disponibile pentru evaluarea susținută de AI și corectarea programului. Specialiștii TBM au implementat automatizarea complet în TIA Portal. „Această platformă permite programarea, configurarea și monitorizarea confortabilă a sistemelor de automatizare. Este indispensabil muncii noastre zilnice. Avem patru programatori certificați TIA care lucrează pentru noi”, spune Hubert Mathis, manager de proiect pentru hardware la TBM. TBM Automation se numără printre partenerii de soluții Siemens încă din 2012, care au o expertiză solidă și experiență în utilizarea tehnologiilor și produselor Siemens.

Componentele sunt inspectate temeinic după fabricarea lor. Pentru a-și putea dovedi calitatea fără probleme în orice moment, un geamăn digital al fiecărui segment de dome este stocat în baza de date dezvoltată de Nebumind. Acesta conține datele de măsurare de la nenumărații senzori instalați în mașină și oferă informații despre toate pozițiile axelor roboților. În cazul în care apar neconcordanțe în timpul controlului extern al calității, toate procesele pot fi urmărite exact. Cantitatea mare de date ar trebui să furnizeze, de asemenea, informații valoroase pentru dezvoltarea viitoarelor tipuri de produse.

În curând, următoarea rachetă Ariane 6 va părăsi Pământul și își va efectua serviciile în spațiu. Urmează multe alte misiuni spațiale. Cererea de sisteme de lansare a rachetelor este în prezent ridicată, atât în rândul clienților instituționali, cât și comerciali ai MT Aerospace, dezvăluie Hoschka: „Suntem mândri de proiectul de succes care a decolat literalmente datorită colaborării favorabile inovației a tuturor părților implicate”.