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skf10115Success Story

Hannover Messe Hôtel 22, stand B12

Sur 11. Février est l'Agence spatiale européenne, l'ESA, une étape historique réussi: Elle a eu sa première navette spatiale réutilisable en orbite et a apporté toute sécurité vers la Terre. Lorsque enfer d'un tour à travers l'atmosphère vis à rouleaux SKF spéciales a joué un rôle de pionnier dans le vrai sens du mot.

En fait, l'ESA a voulu tester son "véhicule expérimental intermédiaire" (IXV) en novembre de l'année dernière. À ce stade, cependant, presque personne ne l'aurait remarqué, car au même moment, une autre mission de l'ESA s'apprêtait à atterrir sur le premier vaisseau spatial de l'histoire: "Rosetta" et son atterrisseur "Philae" auraient l'IXV après plus de dix ans. donc définitivement volé la série.

skf30115Alors que le touché sur 510, à des millions de kilomètres de distance, est sans aucun doute spectaculaire, le IXV n’est pas moins important pour l’ESA. Après tout, le drone sans pilote devrait permettre aux Européens de devenir une navette spatiale réutilisable. La première étape est maintenant franchie: grâce aux vis à rouleaux spéciales de SKF, le ferry a dérivé en toute sécurité dans le Pacifique.

L'architecte de l'IXV est Thales Alenia Space - Italie (TAS-I). Pour ce projet, TAS-I a sous-traité certains sous-traitants de 20, dont Sabca (Société Anonyme Belge de Constructions Aéronautiques), spécialiste belge de l'aérospatiale. "Jusqu'à présent, nous devons acquérir en Europe beaucoup de savoir-faire technique pour les systèmes de ré-entrée", explique Didier Verhoeven, chef de projet chez Sabca. Dans ce contexte, des projets tels que l'IXV sont extrêmement importants pour garantir l'indépendance future des Européens dans l'espace. "Les essais de ré-entrée et les leçons tirées des vols à venir nous aideront à renforcer notre position d'acteur majeur dans ce domaine stratégique", a déclaré Verhoeven.

Pour son vol inaugural dans l'espace, l'IXV avait été catapulté par un lanceur Vega lors d'un voyage suborbital. 320 km au-dessus du port spatial de Kourou en Guyane française, l’engin spatial bourré de capteurs s’est dégagé de la fusée et a continué de monter - jusqu’à une altitude d’environ 450 km. À partir de ce sommet, le planeur lourd 2 t, de la taille d’une petite voiture, s’est écrasé. Il a accéléré à une vitesse de 27.000 km / h.

1600 ° C à 27.000 km / h

skf40115Le problème est que dès qu'un missile frappe les couches supérieures de l'atmosphère à cette vitesse, l'enfer se déchaîne. Par exemple, le bouclier thermique de l'IXV devait résister à des températures supérieures à 20 ° C pendant plus de 1600 min pour empêcher les espoirs de l'ESA de se dissoudre dans une "pluie de météorites". Il est tout aussi important, lors de la rentrée, que dans cet enfer de chaleur et de vibrations, le contrôle du vaisseau spatial fonctionne parfaitement: si les manœuvres requises ne peuvent pas être effectuées telles que calculées, les mêmes conséquences que dans le cas d’une protection insuffisante contre la chaleur.

70 kN pour la direction

Pour cette raison, Verhoeven & Co., dans son usine de Haren, non loin de Bruxelles, a prêté une attention particulière aux actionneurs, qui assurent le contrôle des volets de direction à l'arrière de l'IXV. Dans l'atmosphère, ces volets ne doivent pas seulement travailler rapidement et avec une précision élevée, mais ils sont également extrêmement robustes et fiables. Par exemple, il est nécessaire que les deux volets maintiennent leurs positions définies, chacun avec une force d'environ 35 kN, afin que le drone puisse traverser l'atmosphère sur la trajectoire souhaitée, à n'importe quel stade de la rentrée.

Les actionneurs développés par Sabca sont contrôlés par des ordinateurs et alimentés par des moteurs électriques. "Les actionneurs que nous avons construits pour IXV reposent sur une sorte de construction spéciale", explique Verhoeven, responsable du projet: "En principe, ils proviennent du contrôle de vecteur de poussée que nous avions déjà développé pour l'entraînement des buses Zefiro dans le lanceur Vega. Nous avons maintenant adapté ce contrôle aux exigences de l’IXV. "

À l'origine, cette approche était caractérisée par un budget limité: pour des raisons de coût, il était nécessaire de réutiliser autant de composants existants. Parallèlement, les solutions mécatroniques dans les technologies spatiales deviennent de plus en plus populaires. "Pendant que nous travaillions sur le lanceur Ariane 5, les actionneurs hydrauliques étaient toujours l'outil de prédilection", se souvient Verhoeven. "Aujourd'hui, l'industrie aérospatiale a clairement tendance à se tourner vers les actionneurs électromécaniques. Ergo, nous avons choisi cette solution non seulement pour la fusée Vega mais également pour l’IXV. "

Entraînement par vis à rouleaux aux multiples talents

skf50115Le cœur de ces actionneurs électromécaniques sont des entraînements à vis à rouleaux haute performance. Le fait que Sabca et Verhoeven s’appuient sur un produit SKF est le résultat d’un développement sur mesure: "Les ingénieurs de SKF ont conçu la commande par vis à rouleaux pour répondre à nos exigences exactes. Nous étions donc presque certains qu'il pourrait résister aux énormes vibrations, travailler rapidement et avec précision et aider à maintenir les vannes en place ", a déclaré Verhoeven. "La robustesse, la puissance, la vitesse et la précision étant essentielles pour assurer le bon angle d'inclinaison ou de roulis du IXV pendant la phase de rentrée, par le biais d'un réglage symétrique ou asymétrique des volets." parties relativement petites de l'ensemble du système, ils devaient accomplir une tâche extrêmement responsable au cœur des actionneurs.

Le travail exigeant de ces actionneurs linéaires, aussi paradoxal que cela puisse paraître, comprenait leur immobilité absolue. En fait, le "système de freinage" des actionneurs a déjà joué un rôle important dans le lancement de la fusée: les ressorts de support du système devaient pouvoir résister aux énormes vibrations, en particulier lors de l'allumage des moteurs. Ni lorsqu’il s’agit de se soulever du sol ni dans l’espace, il ne pourrait en résulter une soi-disant déformation à froid, qui empêcherait probablement le desserrage du frein et donc, une fois de retour dans l’atmosphère, les flaps auraient perdu leur mobilité désormais indispensable.

1000 vérifié

En conséquence, le chef de projet Verhoeven et ses collègues ont testé le système: "Nous avons lubrifié le frein avec une graisse spéciale, puis testé dans des cycles 1000 sous vide. Il n’existait pas un seul cas de formage à froid. "De plus, les actionneurs, y compris les freins de 2013 à 2014 X, ont été soumis à de nombreux autres essais climatiques, de dépression, de chocs et de vibrations, sans problèmes graves.

Bien sûr, Didier Verhoeven a regardé vers le ciel avec son pouls le "jour du vol" et a regardé toutes les informations disponibles à partir du centre de contrôle. Pour 100 min, les experts de l’ESA avaient rassemblé autant de données que possible avant le débarquement de l’IXV dans l’océan Pacifique. "Nous sommes fiers de participer à ce projet. C’est la première étape d’un très long voyage qui aboutira, espérons-le, à une mission spatiale européenne habitée et à son retour sur Terre en toute sécurité ", conclut Verhoeven. Il était d'autant plus heureux qu'avec les volets - merci également à SKF - a fonctionné à merveille.

Photo ci-dessus: l'IXV de l'ESA a à peu près la taille d'une petite voiture. À l'arrière inférieur se trouvent les deux volets de commande, actionnés par des vis à rouleaux.

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