Аріана 6: Точність, яка злітає

9 липня 2024 року настав час: нова ракета Ariane 6 успішно запущена з «космічного порту» Куру у Французькій Гвіані і виконала свою місію по розміщенню численних супутників на орбіті для дослідницьких цілей. ArianeGroup розробила 62-метровий важкий вантажний ракет-носій Ariane 6 від імені Європейського космічного агентства (ESA). Це забезпечує незалежний доступ Європи до космосу.

Після першого запуску наступний ракет-носій Ariane пробився в космос у березні 2025 року. Для цього потрібно більше 140 тонн палива з водню і кисню. Дно і верх чотирьох паливних баків утворені так званими купольними сегментами, виготовленими з алюмінієвого сплаву, спеціально виготовленого для цієї мети. Ці куполоподібні компоненти є одними з найбільш сильно напружених частин ракети і складаються з декількох зварних панелей. Щоб компоненти витримували високі навантаження під час короткого польоту в космос, вони повинні бути розмірно точними і без тріщин і залишкових напружень перед зварюванням. Це досягається за допомогою так званого «піноутворення» або пінінгу. У цьому процесі формування компонент - схожий на класичну кування - формується шляхом інтенсивного бомбардування сталевими кульками різних розмірів.

Керівник проекту MT Aerospace Олександр Гошка пояснює: «Кулі стріляють точно і в точно визначених кількостях на компонент за допомогою стисненого повітря. Мистецтво полягає в тому, щоб контролювати всі параметри процесу, такі як швидкість потоку, тиск процесу, швидкість кульки та наведення сопла вздовж заготовки. Оскільки формування прогресує з більш цілеспрямованою вибуховою обробкою, роботи повинні переміщати вибух від поверхні заготовки та назад протягом 0,1 секунди». Запатентована система дозування регулює швидкість потоку кульок. Він розрахований на витрати до 30 кг/хв, а п'ять різних діаметрів кулі до 10 мм можуть бути оброблені без перемикання. Важливо негайно видалити з процесу зламані кульки або, можливо, сторонні деталі, такі як гвинти, оскільки в іншому випадку вони можуть призвести до непоправного пошкодження частини ракети.

Цей спеціальний процес був розроблений компанією MT Aerospace. Лідер технологій легких конструкцій з металу та композитних матеріалів виробляє сегменти купола в Аугсбурзі, Баварія. «Система унікальна у всьому світі», - розкриває Гошка. «Ми спеціально залучили різних партнерів для цього завдання». Компанії, що займається технологією вибухових процесів Sentenso, було доручено побудувати випробувальну машину для розробки процесу очищення. Спеціаліст з даних Nebumind використав отримані знання для впровадження складних алгоритмів автоматичного генерування програм пінінгу та моніторингу процесу. Паралельно машинобудівник Freymatic у тісній співпраці з MT Aerospace та TBM Automation розробив та побудував систему пілінгу, включаючи обробку деталей.

Компанія з автоматизації TBM Automation відповідала за серце системи, вимогливий процес дозування куль. Керуючий директор Сільвестер Трібус пояснює: «Ми повинні були забезпечити, щоб система завжди забезпечувала потрібну кількість кульок з потрібною швидкістю у вибухових форсунках. Крім того, кульки використовуються повторно і повинні бути автоматично сортовані відповідно». Для інтеграції цих та численних інших функцій, таких як складна транспортна система, захисні механізми, видалення дефектних куль та двох роботів у систему, компанія з долини Рейну використовує різні компоненти Siemens. У системі працюють чотири контролера Simatic з різними периферійними пристроями. Системи вимірювання та зважування Siwarex точно контролюють кількість кулі. Крім того, 16 накопичувачів G120, кілька інтерфейсних інтерфейсів, системи RFID та джерело безперебійного живлення Sitop забезпечують безперебійну роботу.

Контролери та роботи доставляють свої дані через підключення OPC-UA до периферійного комп'ютера. Це робить всі технологічні дані системи доступними для оцінки та корекції програм, що підтримуються штучним інтелектом. Фахівці TBM повністю впровадили автоматизацію в TIA Portal. «Ця платформа забезпечує комфортне програмування, конфігурацію та моніторинг систем автоматизації. Це незамінне в нашій щоденній роботі. У нас працюють чотири сертифікованих програмістів TIA», - говорить Хуберт Матіс, менеджер проектів з апаратного забезпечення в TBM. TBM Automation з 2012 року є одним із партнерів Siemens Solution Partners, які мають значний досвід та досвід у використанні технологій та продуктів Siemens.

Компоненти ретельно оглядаються після їх виготовлення. Щоб мати можливість безперебійно довести свою якість в будь-який час, цифровий близнюк кожного сегмента купола зберігається в базі даних, розробленій Nebumind. Він містить дані вимірювань від незліченних датчиків, встановлених в машині, і надає інформацію про всі положення осі роботів. Якщо під час зовнішнього контролю якості виникають невідповідності, всі процеси можна точно простежити. Великий обсяг даних також повинен надавати цінну інформацію для розробки майбутніх типів продукції.

Незабаром чергова ракета Ariane 6 покине Землю і виконає свої послуги в космосі. Далі слід ще багато космічних місій. Попит на системи запуску ракет наразі високий, як серед інституційних, так і серед комерційних клієнтів MT Aerospace, повідомляє Гошка: «Ми пишаємося успішним проектом, який буквально розлетів завдяки інноваційній співпраці всіх залучених сторін».