发射系统。在Ruag Space的Decatur,Ala完成的各个阶段的综合有效载量公平。,美国设施。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

2015年,联合发射联盟(ULA,百年,科罗拉多州,美国)宣布与RUAG空间(苏黎世,瑞士)的战略伙伴关系,将移动生产复合材料结构的阿特拉斯五号火箭到美国。此举是Ula从中过渡的一部分三角洲地图集面向下一代的火箭计划vulcan.家庭发射器,将与启动vulcan centaur.早在2021年。该vulcan.计划将适应和演变的技术三角洲阿特拉斯,巩固两行的费用,并允许ULA退休当前使用俄罗斯研制的RD-1引擎赞成由蓝色起源(肯特,华盛顿,美国)开发的BE-4发动机。这vulcan.程序将为卫星发射和备件的任务服务。第一个计划vulcan.mission is to launch an Astrobotic (Pittsburgh, Pa., U.S.) lunar lander in 2021. A Sierra Nevada Corp. (Sparks, Nev., U.S.)梦想追逐者该使命在那年晚些时候开始。

作为伙伴关系的一部分,RUAG Space在美国阿拉巴马州的迪凯特(Decatur)设立了一家店铺,位于一座130000平方英尺的ULA建筑内,该建筑最初用于三角洲计划,并于2017年开始生产。该公司几乎把工厂里的所有东西都拆了下来,把地板打磨平整,并安装了所有新设备。部分地板被取出,用于加固54吨有效载荷整流罩模具,从而实现RUAG Space的免蒸(OOA)工艺。今天,唯一可辨认的古老遗迹三角洲这座大楼是重新设计的喷漆室。

虽然发展和资格vulcan.硬件正在进行中,是迪凯特工厂工作的一部分, 鲁格空间 也在为当前计划的生产零件地图集航班。解体操作为ULA的碳纤维复合结构提供碳纤维复合结构地图集发射器,包括有效载荷整流罩阿特拉斯V-500发射器和州际适配器阿特拉斯V-400以及用于新的资格的碳纤维结构vulcan.发射器 - 即有效载荷公平,级间适配器和隔热罩。虽然Decatur Plant持续了几年,但在即将到来的任务上出现的设施中的第一部分恰好达到完成。到目前为止,目前使用的航天器出现的Ruag Space零件来自瑞士。和地图集 计划在来年飞行的部件,以及vulcan.火箭生产在地平线上,迪凯特工厂准备在未来几天进行激动人心的工作。工厂经理兰迪·达林CW.参观并解释了设施的布局及其设备的功能。

航空复合材料,碳纤维,热屏蔽

隔热板。这种热屏蔽演示了vulcan.程序是使用类似的三明治施工来制作有效载放整体。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

论不同的完成阶段的车间是一阿特拉斯五号将定于2020年10月,在飞行中使用的有效载荷整流罩阿特拉斯五号计划于2020年2月执行太阳轨道器任务的级间适配器,以及各种部件,用于鉴定vulcan.计划,包括热盾示范器和有效载荷公平示范器,用于声学测试和振动频率识别。

Ruag Space的有效载情况公平使用由铝蜂窝材料组成的三明治架构exexcel.(斯坦福,康涅狄格州,美国)铺设在织物纤维预浸料的内外面板和外面索尔维(美国佐治亚州阿尔法雷塔)。在外表面涂上一层软木,对发射过程中产生的摩擦热提供热保护。有效载荷整流罩外部的油漆防止其吸收水分,并在火箭位于发射台上时反射太阳热量。有效载荷整流罩由两个纵向半壳组成,在发射准备期间通过机械方式固定在一起。地图集公平尺寸为5.4米,可提供三个长度:20.7米,23.4米,26.5米。组件每个整流罩半壳被合并和烘箱固化为一个单一的夹层结构。

航空复合材料,有效载荷公平,碳纤维,蜂窝核心

三明治建筑。铝蜂窝芯夹在碳纤维预浸料的内外表皮之间,然后覆盖一层软木,形成有效载荷整流罩。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

材料制备和汇编

第一次停止CW.巡视是核心弯曲的核心膨胀桌和区域。这里,铝蜂窝芯材料由压缩块切割,膨胀,并使用专用工具,弯曲成与所制造的部件相对应的半径。

在芯材准备区旁边是由公司提供的数控刀具祖德(Altstätten的,瑞士)用于切割材料的单独的片。该切割机具有可互换头和可用于切削碳纤维预浸料,铝蜂窝芯和软木。该机器还标记每一块与一个序列号,以指示在所述叠层的位置。

CNC刀具,复合材料

材料准备和上篮。CNC切割台用于切割定制形状的工件,半自动叠层台用于叠层有效载荷整流罩气缸段的大蒙皮。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

它被切割后,将所有材料然后上篮来构建复合结构制备。因为有效载荷整流罩的形状的 - 圆柱形用奥格或末端的锥形部分-使用两个模具同时将其分为两部分以提高效率。

长度可超过15米的大截面铺层用于有效载荷整流罩的圆柱形部分,并使用Eugen Ostertag Automation(德国莱金根)定制的约6米乘21米CNC控制铺层台进行铺层。一台半自动织物铺放机沿着工作台边缘的轨道运行,并将编织预浸料用于内外面板。根据设计,工作台可以铺成直线层或45度对角线。台上的上篮由以下机构提供的激光投影系统引导:Virtek Vision International.(加拿大安大略省滑铁卢)。真空袋装减灭的每一层放置之后进行。

“这使得这些材料坚持自己,并将散装从中拿出来,使得可以将其捡起并将其覆盖在模具上方,”宝贝说。

达林解释,一个层被布置和去胀,然后,直到达到帘布层的正确数量的过程用于后续层重复。一旦完成,专用的夹具被用来提升内面片和悬垂它在主接合模具的筒部。

同时,通过手动在主模具上进行截面的内表面片的上篮。“奥格是一种复杂的形状,需要大量的定制件,”亲爱的。“激光塔沿着模具锁定点,并且在手上汇编的那些单独的件中,激光器将每个部件需要去的形状和位置突出。”

一旦内表面片的初始部分完成并且圆柱形部分就位就位,铝蜂窝芯就在整个内表面片上铺设。通过蜂窝到位,进行另一种DeBulking步骤。

“我们做减灭的模具,以帮助它保持其形状的几个步骤,”达林说。

作为芯材被放置,被上敷层表执行的有效载荷整流罩的圆筒部的外表面片材的叠层,将被覆盖在模具与内面片材。同时,为节省处理时间,对于卵形外饰面铺设在与另一组激光器突出定制片的位置的二次模塑。Here, layup of the ogive’s entire outer face sheet and cork layer is done simultaneously. A debulking step is performed, and then a dedicated jig is used to transfer the ogive outer facing to the main mold. Finally, a layer of cork is applied to the outer face sheet of the cylindrical section.

航空复合材料,复合模具

公平模具。Ruag Space的有效载荷主粘合模具(左)位于大型固化炉中。二级模具(右)用于汇总有效载量整理的截图的外壳。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

配售软木是非常手工工艺达林说。放置材料,技术人员爬上爬下拱形,“彩虹”梯子延伸到模具中。软木是由手工片铺设由片,通过激光引导该项目的形状和位置为从附近的激光塔每个编号片。

航空航天复合材料

梯子和激光器。这里显示的梯子用于将材料放置在粘合模具上和突出每个件的形状和位置的激光塔。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

根据亲爱的,具有二级模具以及同时处理不同的上篮对于圆柱体和ogive,与使用单个模具相比,整体加工时间至少缩短60%,并确保预浸料到期前夹层结构的固化。完成铺层后,整个零件就可以进行真空装袋和固化了。

复合成型,复合工具,航空航天复合材料

更多的模具。接合模具的防热(左)和有效载荷安装金属件(PAF)。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

除了用于有效载荷整流罩的模具,模具vulcan.隔热板和有效负载附件配件(PAF)位于附近。这些零件的材料堆放方式与有效载荷整流罩相似。

附近还有一个软木干燥烤箱和用于将倒角放在软木上的边缘切割机。

“来自火箭的奥格里有一个倒角到主体,”达林解释道。“顶部有更厚的软木,可以保护从发射的热量保护,而主体有一个较薄的软木层。”

up-utoclave固化

一旦上篮完成,带有有效载荷整流半壳夹层结构的粘合模具将进入所提供的大型固化烤箱ASC工艺系统(美国加利福尼亚州巴伦西亚)。烤箱地板的特点与管道系统一个中心信道重定向空气向上到模具中。热横跨模具的面片流出并归结两侧。它返回的天花板和再循环。热映射和挡板使得技术人员能够控制模具的热力学。

复合模具,复合工具,航空复合材料

主粘合模具。RUAG空间的主接合模具这里示出烤箱固化内部。热电偶监测叠层的处理过程中的温度。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

在固化过程中,监测烘箱以进行真空压力完整性。热电偶监视面板的温度,向烤箱提供实时反馈,该烤箱监控对手的通道,允许操作员根据需要进行实时调整。

烤箱天花板中的每个空气返回都是模具上的独立区域,即团队能够单独中等。另外,只要配方类似,可以同时固化多个部件,从而产生效率的增益。这也允许ruag空间将试样与有效载荷整流罩一起固化。试件接受破坏性试验,包括强度、结构、扭转和弯曲试验,并切割以检查孔隙率。

复合材料,非破坏性检查

视力检查。在超声波NDI之前进行手动检查。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

固化之后,所述有效载荷整流罩一半被移动到检查站用于非破坏性检查(NDI)。首先,使用手动检查来检查内表面光洁度,寻找空隙,孔隙度和夹杂物。然后进行超声波NDI以搜索视觉检查未被检测的空隙和异物碎片(FOD)。创世纪系统(美国爱荷华州达文波特)提供了NDI系统,该系统正在运行KUKA(奥格斯堡,德国)机器人。

复合材料,非破坏检查,工业机器人

新德里。然后进行超声波NDI以搜索空隙和异物碎片(FOD)。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

后期

Once the inspection is complete, the payload fairing half moves to a horizontal integration station where a machine executes precision cuts and drills holes, enabling the installation of the payload fairing’s separation systems — a horizontal system that separates the fairing from the launch vehicle and the vertical system that jettisons the payload fairing halves enabling deployment of the payload. A saw runs along tracks down each side of the fairing half, trimming its perimeter to final dimensions. A second cutter goes over the radius of the fairing shell and trims the back.

航天复合材料,复合材料整流罩

水平集成站。安装分离系统,使用专用机器修剪有效载荷整流罩。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

“这必须精确,”亲爱的。“我们在一个外壳上剪切并安装分离系统,然后我们只会剪切并钻另一个壳牌,我们必须保证两半会聚。我们可以做到这一台机器的唯一方法。“

该机器可用于不同的长度,这使得可以在有效载荷整流罩的不同模型上工作。地图集有效载荷公平有3个上述长度和vulcan.公平将有2个长度(15.5米和21.3米)。可以使用机器修剪级间级联适配器。

航空航天复合材料

加工站。专用机是用来升降和旋转的部分,允许全面进入,使切口。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

从这里,有效载荷公平移动到加工站,使用钻石路由器手动手动进行切口。有效载荷整体安装在可移动的夹具上,可在可移动的夹具上降低,升降和在任何方向上均有接近90度的结构。周围的操作员平台允许技术人员舒适地站在完全访问切断方面。机械模板和夹具附着在整流罩的一侧,切割器遵循路径,以便用手制作必要的切割。

根据Darling,基于个别任务和有效载荷的有效载荷放平的切断配置。由于有效载荷整体定制的复杂性,Darling表示,Ruag空间更容易,更高效地使用手工加工,以切割特征,例如接入门,而不是开发和编程自动化系统。“你花了所有的时间和金钱编程,而不是实际上完成工作,”他说。

在最后一步中,完成的整流罩涂上一种特殊的导电涂料,在发射过程中可以消散静电。

级间适配器,复合材料,航空航天复合材料

垂直整合站。经过零件,例如这种型级间适配器,是加工和涂漆的,添加了线束和特定于特定的硬件。CW.照片|.斯科特弗朗西斯

一旦加工和彩绘,部分移动到垂直整合台,其中技术人员整合环境控制,管道,管件,线束和特定任务的硬件。贴花被应用,部分是准备好了。在此了解有关RUAG Space OOA流程的更多信息。

由于火箭计划继续发展,因此Ruag Space是制造复合发射器部件的方法。例如,该公司开始与一些关节一起使用热键vulcan.结构,而不是使用带有紧固件的金属接头,有助于减轻重量和缩短装配时间。RUAG航天公司还期待着在Dynetics(美国阿拉巴马州亨茨维尔)通用级适配器(美国)上开展工作,该适配器将连接NASA超重型空间发射系统(SLS)t的上一级啊orion船员模块,一种将用于月球的Artemis计划任务的架构。Ruag Space将生产适配器的8.4米直径的壳 - 大于5.4米直径地图集有效载荷整流壳公司目前正在生产,并在四个部分中制作,将热融合在一起。

有八个阿特拉斯五号今年的航班,以及第一次发射vulcan centaur.SLS计划于2021年RUAG空间迪凯特是在为未来的一些忙碌和兴奋天,确实如此。

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