Roth-Filamentwickler für größere Gewichts- und Kosteneinsparungen bei der Ariane 6

Eine der weltweit größten Filament Winding-Anlagen wird in Kürze mit der Herstellung von Komponenten für die Ariane 6 beginnen Trägerrakete, die voraussichtlich bereits 2020 für die European Space Agency (ESA) Satelliten in die Erdumlaufbahn befördern soll. Entworfen von Roth Composite Machinery (Steffenberg, Deutschland) in enger Zusammenarbeit mit dem Roth-Kunden Avio (Colleferro, Italien), einem führenden Hersteller von Raumfahrtantriebssystemen wird Avio mit dem umfangreichen Bestand an Roth Filamentwinding-Maschinen unter anderem die Außengehäuse für die Ariane 6 produce herstellen Booster-Raketen – die Abhebeantriebsmotoren für das Startsystem.

Die Triebwerksgehäuse und viele andere Komponenten von Trägerraketen werden heute aus leichten Verbundwerkstoffen hergestellt. Da die Gehäuse typischerweise zylindrisch sind, ist das Filament Winding im Allgemeinen das Verfahren der Wahl, aber für einige Komponenten werden auch Prepreg-Verfahren verwendet. In der Ariane 6 , ersetzen Sie die Stahlgehäuse, die derzeit in der Ariane 5 im aktiven Dienst verwendet werden Fahrzeuge. Die Verwendung von Verbundwerkstoffen reduziert in diesem Fall das Gewicht der Ariane 6 Booster-Stufen im Vergleich zum Vorgänger um bis zu 35 %. Ihr Einsatz auf dem aktuellen Niveau wird auch einen deutlichen Einfluss auf die Ariane 6 . haben Gesamtbetriebskosten des Systems:Die Kosten pro Tonne werden voraussichtlich um bis zu 50 % sinken.

Avio und Roth haben Berichten zufolge ihre gemeinsamen Erfahrungen aus früheren Projekten im Zusammenhang mit der Herstellung von Ariane 5 genutzt und Vega Raketen. Dementsprechend hat das neue Filament Winding Center eine maximale Länge von 17 m, einen großen Arbeitsdurchmesser (3,6 m) und kann einen Wickeldorn mit einem Gewicht von ca. 120 t tragen. Das System ist mit drei Schlitten ausgestattet, die drei verschiedene Wickelprozesse unterstützen; jeder Wagen hat eine Länge von 7,4 m und kann bis zu 90 m pro Minute bewegen.

Der erste Schlitten dient zum Aufwickeln von Hitzeschutzband auf den Dorn in formloser Verbundbauweise (erste Lage im Booster). Nach der Vulkanisation des Bandes erfolgt der Towpreg-Wickelprozess unter Verwendung des zweiten Schlittens. Der dritte Wagen ist mit einem Faserlieferkopf für das automatisierte Tapelegen (ATL) ausgestattet – eine Funktion, für die Avio Patentschutz beantragt. Diese Technologie ermöglicht ein präzises Ablegen von Tape in komplexen geometrischen Formen für die Anbauteile der Booster. Bänder werden mit einem Ultraschall-Schneidkopf geschnitten und beschnitten. Die ATL-Technologie wurde von Avio gemeinsam mit Roth und einem weiteren Partner mit Sitz in Italien entwickelt.

Ariane 6 Booster sind 15 m lang und haben einen Durchmesser von bis zu 3,6 m. Je nach Nutzlastgröße und -gewicht sorgen zwei oder vier Booster pro Rakete, gefüllt mit Festtreibstoff, für ausreichend Schub für die erste Flugphase. Manfred Roth, Präsident des Familienunternehmens Roth Industries, zu dem Roth Composite Machinery gehört, sagt zum jüngsten Schritt des Unternehmens:„Im Bereich Composites gehören wir zu den Weltmarktführern.“