Temperatura, ciśnienie i siły występujące w kosmosie różnią się od tych, które spotykamy w życiu codziennym. Technologia pomiarowa tam w górze musi się mierzyć ze specyficznymi obciążeniami. Firma WIKA opracowała, przetestowała i dostarczyła specjalne przetworniki siły w formie sworzni pomiarowych. Są dostosowane do specyfikacji klienta, a ich funkcjonalność w przestrzeniach pozaziemskich została potwierdzona.
Podróże kosmiczne zostały skomercjalizowane już dawno temu, a plany dotyczące turystyki kosmicznej zaczynają nabierać kształtu. Instytucje badawczo-rozwojowe opracowują nową generacje rakiet nośnych i innych środków transportu suborbitalnego, które można by wysłać w kosmos więcej niż jeden raz. Takie rozwiązanie pozwoliłoby na zaoszczędzenie surowców. Aby sprowadzić pasażerów, załogę i statek bezpiecznie na ziemię, niezbędna jest wyrafinowana technologia, na której można polegać w każdej sytuacji.
Centralną rolę spełnia system kontroli lotów, który odpowiada za prawidłową orientację statku podczas podróży w obie strony. Sworznie pomiarowe są krytycznym elementem tego systemu. Wymaga się od nich, aby precyzyjnie mierzyły siły oddziałujące na powierzchnie kontroli lotów w statku. Konwencjonalne sworznie pomiarowe nie podołają temu zadaniu – wymagania związane z podróżami kosmicznymi są dla nich zbyt rygorystyczne.
Wymagania wobec przetworników siły w kosmosie
W poszukiwaniu sworzni pomiarowych, które nadawałyby się do podróży kosmicznych, pewna firma z branży lotniczej spróbowała nawiązać współpracę z innym – niezwiązanym z nami – producentem. Ten jednak nie był w stanie spełnić ich niezwykłych wymagań. Aby zadowolić klienta, sworznie pomiarowe musiałyby:
- działać niezawodnie w ekstremalnie niskich temperaturach (do -65 °C)
- wytrzymywać bardzo wysokie obciążenia i być „nie do zdarcia”
- mieć bardzo kompaktową budowę (średnica otworu pomiarowego to zaledwie 8 mm)
Wieloletnie doświadczenie w zakresie sworzni pomiarowych i miniaturyzacji
Firma WIKA opracowała i wyprodukowała sworzeń pomiarowy odpowiedni do misji kosmicznych.
Ostatecznie plany, specyfikacje techniczne i wymagania testowe trafiły do firmy WIKA. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu zarówno ze sworzniami pomiarowymi, jak i z miniaturyzacją przyrządów, eksperci firmy WIKA od pomiaru siły z powodzeniem opracowali i wyprodukowali dokładnie to, czego chciał klient.
Na tym jednak nie skończyła się ich praca. Drugim wyzwaniem było poddanie sworzni pomiarowych serii testów, aby zagwarantować ponad wszelką wątpliwość, że będą poprawnie funkcjonować w kosmosie. Problem okazał się jednak brak dostępności potrzebnych urządzeń testowych (zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie). Jak zatem mieliśmy symulować ekstremalne warunki robocze, na które miały być narażone nasze czujniki?
Specjalny sprzęt testowy dla przetworników siły do podróży kosmicznych
Mogliśmy zrobić tylko jedno: zaprojektować i wybudować własne urządzenie testowe z komorą termiczną i maszyną do regulacji i kalibracji. Musiała być w stanie:
- wywierać obciążenie zmienne o wartości 23 860 kg co siedem sekund
- utrzymywać wewnętrzną temperaturę -65 °C
Za pomocą tego nowego wyposażenia udowodniono ostatecznie, że opracowane przez nas sworznie pomiarowe zachowują wymaganą jakość nawet po 100 000 cykli w wymaganej, niskiej temperaturze. Następnym krokiem było zademonstrowanie ich skuteczności w praktyce: Powierzchnie kontrolne statku kosmicznego funkcjonowały perfekcyjnie, umożliwiając bezpieczny lot w kosmos i z powrotem.
Rozwiązania pomiarowe również dla lotnictwa
WIKA dostarcza specjalistycznych rozwiązań pomiarowych nie tylko dla przemysłu kosmicznego, ale też dla lotniczego. Przykładem jest opracowanie przetwornika siły w ramach programu europejskiego „Czyste Niebo”, który ma na celu ograniczenie emisji samolotowych. WIKA jest też dostawcą manometrów DirectDrive dla systemów tlenowych i przetworników ciśnienia do wykrywania lodu w silnikach odrzutowych.
Uwaga
Więcej informacji na temat sworzni pomiarowych i innych technologii pomiaru siły w warunkach ekstremalnych, na przykład pierścieniowych przetworników siły i przetworników naprężenia, można znaleźć na stronie internetowej firmy WIKA. Można też pobrać broszurę z przeglądem technologii firmy WIKA do pomiaru siły. Jeżeli mają Państwo pytania, prosimy o zwrócenie się do osoby kontaktowej.
Polecamy też nasze artykuły
Czujnik siły: W celu zwiększenia czystszego transportu lotniczego
Siła i moc – czym właściwie są?
Sworznie pomiarowe: definicja i obszary zastosowań
Pomiar siły kotwiącej – dyscyplina, która wymaga doświadczenia
Czujnik tensometryczny do zastosowania praktycznego