Ariane 6: Preciznost koja poleti

9. jula 2024. godine došlo je vreme: nova raketa Ariane 6 uspešno je lansirana iz „svemirske luke“ Kourou u Francuskoj Gvajani i ispunila svoju misiju postavljanja brojnih satelita u orbitu u istraživačke svrhe. ArianeGroup je razvio 62 metra dugačko lansirno vozilo Ariane 6 u ime Evropske svemirske agencije (ESA). Ovo obezbeđuje nezavisan pristup Evropi svemiru.

Nakon prvog lansiranja, sledeće lansirno vozilo Ariane ušlo je u svemir u martu 2025. Za to je potrebno više od 140 tona goriva iz vodonika i kiseonika. Dno i vrh četiri rezervoara za gorivo formirani su takozvanim kupolastim segmentima napravljenim od aluminijumske legure posebno proizvedene za tu svrhu. Ove komponente u obliku kupole spadaju u najteže naprezane delove rakete i sastoje se od nekoliko zavarenih panela. Da bi komponente izdržale velika opterećenja tokom kratkog leta u svemir, moraju biti dimenzionalno tačne i bez pukotina i zaostalih naprezanja pre zavarivanja. To se postiže takozvanim „formiranjem peen“ ili peeningom. U ovom procesu formiranja, komponenta - slična klasičnom kovanju - oblikuje se intenzivnim bombardovanjem čeličnim kuglicama različitih veličina.

Peeling je veoma zahtevan proces, objašnjava Aleksandar Hosčka, menadžer projekta u MT Aerospace: „Kuglice se pucaju precizno i u tačno definisanim količinama na komponentu pomoću komprimovanog vazduha. Umetnost je kontrola svih parametara procesa kao što su brzina protoka, pritisak procesa, brzina kuglice i vođenje mlaznice duž obratka. Pošto formiranje napreduje sa ciljanijim miniranjem, roboti moraju pomeriti eksploziju dalje od i nazad na površinu obratka u roku od 0,1 sekunde.“ Patentirani sistem doziranja reguliše protok kuglica. Dizajniran je za protok do 30 kg/min, a pet različitih prečnika kuglice do 10 mm može se obraditi bez prebacivanja. Važno je odmah ukloniti slomljene kuglice ili eventualno strane delove poput vijaka iz procesa, jer bi inače mogli dovesti do nepopravljive štete na delu rakete.

Ovaj poseban proces razvio je MT Aerospace. Tehnološki lider za lagane konstrukcije izrađene od metala i kompozitnih materijala proizvodi segmente kupole u Augsburgu, Bavarska. „Sistem je jedinstven širom sveta“, otkriva Hosčka. „Posebno smo doveli razne partnere za ovaj zadatak.“ Kompanija za tehnologiju procesa eksplozije Sentenso dobila je zadatak da napravi testnu mašinu za razvoj procesa peeninga. Specijalista za podatke Nebumind koristio je stečene uvide za implementaciju sofisticiranih algoritama za automatsko generisanje programa za peening i za praćenje procesa. Paralelno sa tim, proizvođač mašina Freimatic, u bliskoj saradnji sa MT Aerospace i TBM Automation, razvio je i izgradio sistem peeninga, uključujući rukovanje delovima.

Kompanija za automatizaciju TBM Automation bila je odgovorna za srce sistema, zahtevan proces doziranja kuglica. Generalni direktor Silvester Tribus objašnjava: „Morali smo da osiguramo da sistem uvek obezbedi pravu količinu kuglica pravom brzinom u mlaznicama za eksploziju. Pored toga, kuglice se ponovo koriste i moraju se automatski sortirati u skladu s tim. Da bi integrisala ove i brojne druge funkcije kao što su složeni transportni sistem, zaštitni mehanizmi, uklanjanje neispravnih kuglica i dva robota u sistem, kompanija iz doline Rajne koristi različite Siemensove komponente. Četiri Simatic kontrolera sa različitim perifernim uređajima rade u sistemu. Sistemi za merenje i vaganje Sivarek precizno nadgledaju količinu lopte. Štaviše, 16 pogona G120, nekoliko HMI, RFID sistemi i neprekidno napajanje Sitop osiguravaju nesmetan rad.

Kontroleri i roboti isporučuju svoje podatke putem OPC-UA veze na rubni računar. Ovo čini sve procesne podatke sistema dostupnim za procenu koju podržavaju AI i korekciju programa. Stručnjaci TBM-a su automatizaciju u potpunosti implementirali u TIA Portal. „Ova platforma omogućava udobno programiranje, konfiguraciju i praćenje sistema automatizacije. Neophodan je u našem svakodnevnom radu. Imamo četiri sertifikovana TIA programera koji rade za nas „, kaže Hubert Mathis, menadžer projekta za hardver u TBM-u. TBM Automation je među partnerima Siemens rešenja od 2012. godine, koji imaju dobru stručnost i iskustvo u korišćenju Siemensovih tehnologija i proizvoda.

Komponente se temeljno pregledaju nakon njihove proizvodnje. Da bi u bilo kom trenutku mogli neprimetno dokazati svoj kvalitet, digitalni blizanac svakog segmenta kupole čuva se u bazi podataka koju je razvio Nebumind. Sadrži podatke o merenju sa bezbrojnih senzora instaliranih u mašini i pruža informacije o svim položajima osovina robota. Ako dođe do nedoslednosti tokom spoljne kontrole kvaliteta, svi procesi se mogu tačno pratiti. Velika količina podataka takođe treba da pruži dragocene informacije za razvoj budućih vrsta proizvoda.

Uskoro će sledeća raketa Ariane 6 napustiti Zemlju i obavljati svoje usluge u svemiru. Sledi još mnogo svemirskih misija. Potražnja za sistemima za lansiranje raketa trenutno je velika, kako među institucionalnim tako i kod komercijalnih kupaca MT Aerospace, otkriva Hoschka: „Ponosni smo na uspešan projekat koji je bukvalno krenuo zahvaljujući saradnji svih uključenih strana prilagođenoj inovacijama.“