Ariane 6: Yükselen hassasiyet

9 Temmuz 2024'te zamanı gelmişti: Yeni Ariane 6 roketi, Fransız Guyanası'ndaki “uzay limanı” Kourou'dan başarıyla fırlatıldı ve araştırma amacıyla yörüngeye çok sayıda uydu yerleştirme misyonunu yerine getirdi. ArianeGroup, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) adına 62 metre uzunluğundaki ağır kaldırma aracı Ariane 6'yı geliştirdi. Bu, Avrupa'nın uzaya bağımsız erişimini güvence altına alıyor.

İlk lansmandan sonra, bir sonraki Ariane fırlatma aracı Mart 2025'te uzaya girdi. Bunun için hidrojen ve oksijenden 140 tondan fazla yakıt gerektirir. Dört yakıt deposunun alt ve üstü, bu amaç için özel olarak üretilen bir alüminyum alaşımından yapılmış kubbe segmentlerinden oluşur. Bu kubbe şeklindeki bileşenler, roketin en ağır gerilimli kısımları arasındadır ve birkaç kaynaklı panelden oluşur. Bileşenlerin uzaya kısa uçuş sırasında yüksek yüklere dayanabilmesi için, kaynak öncesi boyutsal olarak doğru olmalı ve çatlak ve artık gerilmelerden arındırılmış olmalıdır. Bu, sözde “peen forming” veya shot peening yoluyla elde edilir. Bu şekillendirme sürecinde, klasik dövmeye benzer bir bileşen, farklı boyutlarda çelik bilyalarla yoğun bombardıman yoluyla şekillendirilir.

MT Aerospace proje müdürü Alexander Hoschka, şok püskürtmenin çok zorlu bir süreç olduğunu açıklıyor: “Toplar, basınçlı hava kullanılarak bileşene tam olarak ve tam olarak tanımlanmış miktarlarda vurulur. Sanat, iş parçası boyunca akış hızı, proses basıncı, bilye hızı ve nozul yönlendirmesi gibi tüm proses parametrelerini kontrol etmektir. Şekillendirme daha hedefli patlatma ile ilerlediğinden, robotlar patlamayı 0,1 saniye içinde iş parçası yüzeyinden uzaklaştırmalı ve geri hareket ettirmelidir.” Patentli bir dozaj sistemi, topların akış hızlarını düzenler. 30 kg/dk'ya kadar akış hızları için tasarlanmıştır ve 10 mm'ye kadar beş farklı top çapı değiştirilmeden işlenebilir. Aksi takdirde roket parçasında onarılamaz hasara yol açabileceğinden, kırık topları veya muhtemelen vidalar gibi yabancı parçaları işlemden derhal çıkarmak önemlidir.

Bu özel süreç MT Aerospace tarafından geliştirilmiştir. Metal ve kompozit malzemelerden yapılmış hafif yapılar için teknoloji lideri, Augsburg, Bavyera'da kubbe segmentlerini üretmektedir. Hoschka, “Sistem dünya çapında benzersiz” diyor. “Bu görev için özel olarak çeşitli ortaklar getirdik.” Patlatma işlemi teknolojisi şirketi Sentenso, sertleştirme sürecini geliştirmek için bir test makinesi inşa etmekle görevlendirildi. Veri uzmanı Nebumind, elde edilen içgörüleri, otomatik düzeltme programlarının oluşturulması ve süreci izlemek için gelişmiş algoritmalar uygulamak için kullandı. Buna paralel olarak, makine üreticisi Freymatic, MT Aerospace ve TBM Automation ile yakın işbirliği içinde, parça işleme de dahil olmak üzere şok temizleme sistemini geliştirdi ve inşa etti.

Otomasyon şirketi TBM Automation, sistemin kalbinden, topların zorlu dozajlama işleminden sorumluydu. Genel Müdür Silvester Tribus şöyle açıklıyor: “Sistemin patlama nozullarında doğru hızda doğru miktarda top sağladığından emin olmalıydık. Ek olarak, toplar yeniden kullanılır ve buna göre otomatik olarak sıralanmalıdır.” Bunları ve karmaşık taşıma sistemi, koruyucu mekanizmalar, arızalı topların çıkarılması ve iki robotu sisteme entegre etmek için Ren Vadisi'nden şirket çeşitli Siemens bileşenleri kullanıyor. Sistemde çeşitli çevresel cihazlara sahip dört Simatic denetleyicisi çalışıyor. Siwarex ölçüm ve tartım sistemleri top miktarını hassas bir şekilde izler. Ayrıca 16 G120 sürücü, çeşitli HMI'ler, RFID sistemleri ve kesintisiz bir Sitop güç kaynağı sorunsuz çalışma sağlar.

Kontrolörler ve robotlar, verilerini bir OPC-UA bağlantısı üzerinden bir uç bilgisayara iletir. Bu, sistemin tüm süreç verilerini yapay zeka destekli değerlendirme ve program düzeltmesi için kullanılabilir hale getirir. TBM uzmanları otomasyonu tamamen TIA Portal'da uyguladı. “Bu platform, otomasyon sistemlerinin rahat bir şekilde programlanmasını, yapılandırılmasını ve izlenmesini sağlar. Günlük işimizin vazgeçilmezdir. Bizim için çalışan dört sertifikalı TIA programcımız var,” diyor TBM'de donanım proje yöneticisi Hubert Mathis. TBM Automation, Siemens teknolojilerinin ve ürünlerinin kullanımında sağlam uzmanlığa ve deneyime sahip olan Siemens Çözüm Ortakları arasında 2012 yılından beri yer almaktadır.

Bileşenler imalatından sonra iyice incelenir. Kalitelerini herhangi bir zamanda sorunsuz bir şekilde kanıtlayabilmek için, her kubbe segmentinin dijital ikizi Nebumind tarafından geliştirilen veritabanında saklanır. Makineye monte edilen sayısız sensörden gelen ölçüm verilerini içerir ve robotların tüm eksen konumları hakkında bilgi sağlar. Dış kalite kontrol sırasında tutarsızlıklar meydana gelirse, tüm süreçler tam olarak izlenebilir. Büyük miktarda veri, gelecekteki ürün türlerinin geliştirilmesi için de değerli bilgiler sağlamalıdır.

Yakında bir sonraki Ariane 6 roketi Dünya'dan ayrılacak ve hizmetlerini uzayda gerçekleştirecek. Daha birçok uzay görevi takip edecek. MT Aerospace'in hem kurumsal hem de ticari müşterileri arasında roket fırlatma sistemlerine olan talebin şu anda yüksek olduğunu açıklıyor Hoschka: “İlgili tüm tarafların inovasyon dostu işbirliği sayesinde kelimenin tam anlamıyla başlayan başarılı projeden gurur duyuyoruz.”