Rullskruvar med banbrytande roll i rymden
- Detaljer
- Träffar: 7705
Den 11 februari Europeiska rymdorganisationen ESA ett historiskt steg har tagits: hon har sitt första återanvändbar rymdfärja sköts ut i rymden och fördes tillbaka säkert till jorden. Under den helvetesrika turen genom atmosfären spelade speciella Rullskruvar från SKF är en banbrytande roll i ordets rätta bemärkelse.
innehåll
- På väg till den återanvändbara rymdfärjan
- Multi-talentfull rullskruvdrift
- 1000-testas upprepade gånger
På väg till den återanvändbara rymdfärjan
Egentligen ville ESA ha henne Mellanliggande experimentfordon (IXV) i november förra året. Vid den tidpunkten skulle dock knappast någon ha märkt det, för samtidigt förberedde ett annat ESA-uppdrag att landa den första rymdfarkosten någonsin på en komet: "Rosetta" och dess landare "Philae" skulle ha anslutit sig till IXV efter deras resa mer än tio år så definitivt stal showen.
Touchdown är på en 510 Millionen km bort är utan tvekan spektakulära, men IXV är inte mindre viktig för ESA. I slutändan är den obemannade drönaren tänkt att bana väg för européer att ha en återanvändbar rymdfärja. Det första steget har nu tagits: tack vare speciella rullskruvsdrifter från SKF har färjan landat säkert i Stilla havet.
Arkitekt av IXV är Thales Alenia Space – Italien (TAS-I). För detta projekt har TAS-I kontrakterat ett 20-tal underleverantörer, inklusive Sabca (Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques), en belgisk flygspecialist. "Än så länge måste vi fortfarande köpa mycket tekniskt kunnande för återinträdessystem i Europa", förklarar Sabcas projektledare Didier Verhoeven.
Mot denna bakgrund är projekt som IXV extremt viktiga för att garantera européerna mer självständighet i rymdresor i framtiden. "Testerna som genomfördes i återinträdesfasen samt kunskapen från de kommande flygningarna kommer att hjälpa oss att stärka vår position som en betydande aktör inom detta strategiskt viktiga område", är Verhoeven övertygad.
För hans första flygningen I rymden hade IXV katapulterats på en suborbital resa av en Vega bärraket. 320 km ovanför Kourou-kosmodromen i Franska Guyana, rymdfarkosten packad med sensorer separerade från raketen och fortsatte att klättra - till en höjd av cirka 450 km. Från denna spets föll segelflygplanet, som vägde runt 2 ton och var lika stort som en liten bil, tillbaka till jorden. Han accelererade till en hastighet av runt 27.000 XNUMX km/h.
1600 ° C vid 27.000 km / h
Problemet är att så fort en missil träffar de översta lagren av atmosfären med den här hastigheten bryter helvetet löst. Så värmeskölden på IXV mer än 20 minuter tål temperaturer på över 1600 °C under lång tid för att förhindra att ESA-hoppen löses upp i en "meteoritregn".
Vid återinträde är det lika viktigt att rymdfarkostens reglage fungerar korrekt i detta inferno av värme och vibrationer: Om de erforderliga manövrarna inte kan utföras som beräknat kan samma konsekvenser uppstå som om värmeskyddet vore otillräckligt.
70 kN för styrning
Av denna anledning ägnar Verhoeven & Co. särskild uppmärksamhet åt detta i sin fabrik i Haren, inte långt från Bryssel ställdon kastade, som säkerställer kontrollen av styrklaffarna på baksidan av IXV. När du cyklar varmt genom atmosfären måste dessa klaffar inte bara fungera snabbt och med hög precision, utan också extremt robust och tillförlitligt. Till exempel är det nödvändigt att båda klaffarna håller sina definierade positioner med en kraft på cirka 35 kN så att drönaren kan rasa genom atmosfären på önskad väg i varje fas av återinträde.
The of Sabca Manöverdon som utvecklats styrs med hjälp av datorer och drivs av elmotorer. "Ställdonen vi byggde för IXV har sina rötter i en speciell design", säger projektledare Verhoeven: "I princip kommer de från dragkraftsvektorstyrningen som vi redan hade utvecklat för att driva Zefiro-munstyckena i Vega bärraket. Detta styrning Vi har nu anpassat det till kraven i IXV.”
Bakgrunden till detta tillvägagångssätt var ursprungligen den begränsade budgeten: av kostnadsskäl var det viktigt att återanvända så många befintliga komponenter som möjligt. Under tiden blir mekatroniska lösningar allt populärare inom rymdteknik. "När vi var på Ariane 5 bärraket "När vi arbetade var hydrauliska ställdon fortfarande den valda metoden", minns Verhoeven. ”Idag finns det dock en tydlig trend mot elektromekaniska ställdon inom flygindustrin. "Så vi valde den här lösningen inte bara för Vega-raketen utan också för IXV."
Multi-talentfull rullskruvdrift
kärnan i detta elektromekaniska ställdon är högpresterande rullskruvar. Att Sabca och Verhoeven förlitar sig på en produkt från SKF är resultatet av skräddarsydd utveckling: ”SKFs ingenjörer designade rullskruven så att den exakt motsvarar våra krav.
Så vi var ganska säkra på att det var han enorma vibrationer tål, arbetar snabbt och exakt och hjälper till att få klaffarna i optimalt läge”, säger Verhoeven. "Robusthet, kraft, hastighet och precision är av avgörande betydelse för att säkerställa korrekt lutnings- eller rullningsvinkel för IXV under återinträdesfasen genom att symmetriskt eller asymmetriskt justera klaffarna."
Detta betyder också att även om SKFs rullskruvar är jämförelsevis små delar av hela systemet, måste de ändå utföra en extremt ansvarsfull uppgift i ställdonets hjärta.
Till det här krävande jobbet linjära ställdon Inkluderat – hur paradoxalt det än kan låta – var deras absoluta orörlighet. Faktum är att ställdonens "bromssystem" spelade en viktig roll redan när raketen avfyrades: systemets hållfjädrar måste utformas på ett sådant sätt att de kunde stå emot de enorma vibrationerna, särskilt när motorerna tändes. Varken vid lyft från jorden eller i rymden fanns en sk Kallarbete vilket kan ha hindrat bromsen från att lossas och därmed senare - vid återinträde i atmosfären - skulle ha gjort att klaffarna förlorat sin nu oumbärliga rörlighet.
1000-testas upprepade gånger
Projektledaren Verhoeven och hans kollegor testade systemet flitigt: ”Vi har dem Bromsar smord med ett specialfett och sedan testad i över 1000 cykler under vakuum.
Det fanns inte ett enda fall av kall deformation.” Dessutom utsattes ställdonen och bromsarna för många fler klimat-, vakuum-, stöt- och vibrationstester från 2013 till början av 2014 utan att några allvarliga problem uppstod.
Am Flygdag Didier Verhoeven tittade förstås fortfarande upp mot himlen med ökad puls och följde ivrigt all information som fanns tillgänglig från kontrollcentralen. ESA-experterna samlade in så mycket data som möjligt under cirka 100 minuter innan IXV landade i Stilla havet. "Vi är stolta över att vara delaktiga i det här projektet.
Det är det första steget på en mycket lång resa, som förhoppningsvis kommer att sluta med ett europeiskt bemannat rymduppdrag och dess säker återkomst till jorden”, avslutade Verhoeven. Han är desto gladare över att klaffarna fungerade så fantastiskt – också tack vare SKF.
Källa: Den här artikeln kommer från SKF.
Du kanske också är intresserad av...
Linjär teknik: SKF Motion Technologies blir Ewellix
