Husillos de rodillos, con papel pionero en el espacio
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El 11 de febrero la Agencia Espacial Europea ESA se ha dado un paso histórico: tiene su primera transbordador espacial reutilizable disparado al espacio y devuelto sano y salvo a la Tierra. Durante el viaje infernal a través de la atmósfera, se jugaron unos especiales. Tornillos de rodillos de SKF es un papel innovador en el verdadero sentido de la palabra.
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- De camino al transbordador espacial reutilizable
- Tornillo de rodillos de múltiples talentos
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De camino al transbordador espacial reutilizable
En realidad, la ESA la quería. Vehículo experimental intermedio (IXV) en noviembre del año pasado. Pero en ese momento casi nadie se habría dado cuenta, porque al mismo tiempo otra misión de la ESA se preparaba para aterrizar la primera nave espacial en un cometa: "Rosetta" y su módulo de aterrizaje "Philae" se habrían unido al IXV después de su viaje de Más de diez años, así que definitivamente se robó el show.
El touchdown es en uno. 510 millones kilómetros de distancia son sin duda espectaculares, pero el IXV no es menos importante para la ESA. En última instancia, el objetivo del dron no tripulado es allanar el camino para que los europeos dispongan de un transbordador espacial reutilizable. Ya se ha dado el primer paso: gracias a los husillos especiales de SKF, el ferry ha aterrizado de forma segura en el Pacífico.
Arquitecto del IXV es Thales Alenia Space – Italia (TAS-I). Para este proyecto, TAS-I ha contratado a una veintena de subcontratistas, entre ellos Sabca (Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques), especialista belga en el sector aeroespacial. "Hasta ahora todavía tenemos que adquirir muchos conocimientos técnicos para los sistemas de reingreso en Europa", explica el director del proyecto Sabca. Didier Verhoeven.
En este contexto, proyectos como el IXV son extremadamente importantes para garantizar a los europeos una mayor independencia en los viajes espaciales en el futuro. "Las pruebas realizadas en la fase de reingreso y los conocimientos adquiridos en los próximos vuelos nos ayudarán a fortalecer nuestra posición como actor importante en este ámbito de importancia estratégica", está convencido Verhoeven.
Para su Primer vuelo En el espacio, el IXV fue catapultado en un viaje suborbital por un vehículo de lanzamiento Vega. A 320 km sobre el cosmódromo de Kourou, en la Guayana Francesa, la nave espacial equipada con sensores se separó del cohete y continuó ascendiendo hasta una altitud de unos 450 km. Desde allí cayó el planeador, que pesaba unas dos toneladas y era del tamaño de un coche pequeño. Aceleró a una velocidad de unos 2 km/h.
1600 ° C a 27.000 km / h
El problema es que tan pronto como un misil impacta las capas superiores de la atmósfera a esta velocidad, se desata el infierno. Así que el escudo térmico del IXV tuvo que más de 20 minutos soportar temperaturas de más de 1600 °C durante mucho tiempo para evitar que el aspirante a la ESA se disuelva en una “lluvia de meteoritos”.
Durante el reingreso, es igualmente importante que los controles de la nave funcionen correctamente en este infierno de calor y vibraciones: si las maniobras necesarias no se pueden realizar según lo calculado, pueden surgir las mismas consecuencias que si la protección térmica fuera inadecuada.
70 kN para dirección
Por este motivo, Verhoeven & Co. presta especial atención a esto en su fábrica de Haren, no lejos de Bruselas. actuadores lanzados, que aseguran el control de las aletas de dirección en la parte trasera del IXV. Cuando se circula por la atmósfera calurosa, estos flaps no sólo deben funcionar con rapidez y precisión, sino también de forma extremadamente robusta y fiable. Por ejemplo, es necesario que ambos flaps mantengan sus posiciones definidas con una fuerza de unos 35 kN para que el dron pueda atravesar la atmósfera siguiendo el camino deseado en cada fase del reingreso.
De sabca Los actuadores desarrollados se controlan con ayuda de ordenadores y son accionados por motores eléctricos. “Los actuadores que construimos para el IXV tienen su origen en un diseño especial”, dice el director del proyecto Verhoeven: “En principio, provienen del control del vector de empuje que ya habíamos desarrollado para accionar las boquillas Zefiro en el vehículo de lanzamiento Vega. Este direccion Ahora lo hemos adaptado a los requisitos del IXV”.
La razón de este enfoque fue originalmente el presupuesto limitado: por motivos de costes, era importante reutilizar tantos componentes existentes como fuera posible. Mientras tanto, las soluciones mecatrónicas son cada vez más populares en la tecnología espacial. “En el momento en que estábamos en el Vehículo de lanzamiento Ariane 5 "Cuando trabajábamos, los actuadores hidráulicos seguían siendo el método elegido", recuerda Verhoeven. “Hoy en día, sin embargo, existe una clara tendencia hacia los actuadores electromecánicos en la industria aeroespacial. "Por eso elegimos esta solución no sólo para el cohete Vega sino también para el IXV".
Tornillo de rodillos de múltiples talentos
núcleo de esto actuadores electromecánicos son husillos de rodillos de alto rendimiento. El hecho de que Sabca y Verhoeven confíen en un producto de SKF es el resultado de un desarrollo hecho a medida: “Los ingenieros de SKF diseñaron el husillo de rodillos de modo que cumpliera exactamente con nuestros requisitos.
Entonces estábamos bastante seguros de que era él. enormes vibraciones resiste, funciona con rapidez y precisión y ayuda a colocar las aletas en una posición óptima”, dice Verhoeven. "La robustez, la potencia, la velocidad y la precisión son de crucial importancia para garantizar el ángulo correcto de inclinación o balanceo del IXV durante la fase de reingreso ajustando simétrica o asimétricamente los flaps".
Esto también significa que, aunque los husillos de rodillos SKF son piezas comparativamente pequeñas de todo el sistema, todavía tenían que cumplir una tarea extremadamente responsable en el corazón de los actuadores.
Al exigente trabajo de éste. actuadores lineales Incluido –por paradójico que parezca– estaba su absoluta inmovilidad. De hecho, el "sistema de frenado" de los actuadores ya jugó un papel importante cuando se lanzó el cohete: los resortes de retención del sistema debían diseñarse de tal manera que pudieran soportar las enormes vibraciones, especialmente cuando los motores estaban encendidos. Ni al despegar de la Tierra ni en el espacio existía el llamado trabajo en frio lo que podría haber impedido que se soltara el freno y, por lo tanto, más tarde, al volver a entrar en la atmósfera, habría provocado que los flaps perdieran su movilidad ahora indispensable.
1000-verificado
Verhoeven, director de proyecto, y sus colegas probaron el sistema con diligencia: “Tenemos Freno lubricado con una grasa especial y luego probado en más de 1000 ciclos en condiciones de vacío.
No se produjo ni un solo caso de deformación en frío”. Además, desde 2013 hasta principios de 2014, los actuadores y los frenos se sometieron a muchas más pruebas climáticas, de vacío, de impacto y de vibración, sin que se produjeran problemas graves.
Am Día de vuelo Por supuesto, Didier Verhoeven todavía miraba al cielo con el pulso acelerado y seguía con impaciencia toda la información disponible desde el centro de control. Los expertos de la ESA recopilaron la mayor cantidad de datos posible durante unos 100 minutos antes de que el IXV aterrizara en el Océano Pacífico. “Estamos orgullosos de participar en este proyecto.
Es el primer paso de un viaje muy largo, que esperemos que termine con una misión espacial tripulada europea y su regreso seguro a la Tierra”, concluyó Verhoeven. Está aún más contento de que los flaps hayan funcionado tan maravillosamente, también gracias a SKF.
Fuente: Este artículo proviene de SKF.
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