RINGFEDER® Zug-Druckeinheiten in der Ariane-6-Trägerrakete – Aufhängung der Avionikstruktur (AvSS)

 ©ESA; Photo: ESA/Cluster; Image: ESA–M. Pedoussaut 

Anwendung in der Raumfahrt: RINGFEDER^® Komponenten in der Ariane-6-Trägerrakete.

RINGFEDER^® Zug-Druckeinheiten kommen auch in besonders anspruchsvollen Anwendungen zum Einsatz – darunter in der europäischen Trägerrakete Ariane 6. In der Avionik-Trägerstruktur (AvSS) übernehmen sie wichtige Aufgaben bei der mechanischen Stabilisierung und der Aufnahme von Belastungen während Start und Flug. Der folgende Beitrag beschreibt die technischen Hintergründe dieser Anwendung.

Technischer Hintergrund

Die Ariane 6 ist eine europäische Trägerrakete zum Transport von Nutzlasten. Sie ist dafür ausgelegt, Satelliten in verschiedene Umlaufbahnen zu bringen. Damit die Rakete ihr gewünschtes Ziel sicher erreicht, sind während des Starts bzw. des Fluges verschiedene Kommunikations-, Navigations- sowie Flugkontroll- und Managementsysteme verantwortlich, die sogenannte Avionik.

Sie ist bei der Ariane 6 in der Avionik-Trägerstruktur (AvSS) untergebracht, die sich zwischen den beiden Treibstofftanks befindet.

 Ariane-6-Trägerrakete mit Avionik-Trägerstruktur (AvSS) und integrierten Elektronikmodulen für Flugsteuerung, Navigation und Kommunikation. 

Die Hauptaufgabe der AvSS ist die mechanische und thermische Trennung der Avionik von der Zwischentankstruktur mit den Zielen:

• eine moderate thermische Umgebung zu schaffen, indem sie die Avionik von der kalten Umgebung am Boden und während des Fluges trennt

• Speicherung und Ableitung der internen Wärmeabgabe während des Fluges

• Aufnahme von Vibrationen und Stößen zum Schutz der Elektronik während des Starts sowie beim Absprengen der einzelnen Module während des Fluges  

Zu diesem Zweck ist sie mit Hilfe von Streben und RINGFEDER^® Zug-Druckeinrichtungen an der Hauptstruktur des Flüssigkeitsantriebsmoduls befestigt.

 RINGFEDER® Zug-Druckeinheit zur Aufnahme von Zug- und Druckbelastungen in der Avionik-Trägerstruktur (AvSS) der Ariane-6-Trägerrakete. 

Technische Zeichnung der eingesetzten RINGFEDER® Zug-Druckeinheit zur Aufnahme von Zug- und Druckbelastungen innerhalb der Avionik-Trägerstruktur (AvSS).

Dies ist ein besonders sensibler Bereich, da es bei Beschädigungen des Tanks durch unabsichtlich herumfliegende Teile zum Totalausfall der Trägerrakete und somit auch zum Verlust der zu transportierenden Nutzlast kommen kann.

Neben der üblichen Anforderung zur Einhaltung bestimmter Diagrammwerte kommen noch spezielle Anforderungen aus der Luft- und Raumfahrt hinzu, wie zum Beispiel:

• Aus Gründen der Gewichtsersparnis dürfen für die Gehäuseteile nur für Luft- und Raumfahrt zugelassene Aluminiumwerkstoffe verwendet werden

• Das Prüfen der Einzelteile mit dem Eindringverfahren nach ASTM E1417 Type I, Method A, Sensitivity Level 3

• Das Prüfen der inneren Geometrie mit der Wirbelstromprüfung nach EN 1330 mit Hilfe eigens dafür hergestellter Prüfkörper

• Die Ultraschallprüfung nach SAE AMS-STD-2154 der Halbzeuge

• Die Sicherung aller Teile gegen Lösen

• Der Einsatz von Helicoils zur Schaffung hochbelastbarer Verbindungen bei geringerer Festigkeit des Werkstoffs der Mutter

• Stark wechselnde Temperaturanforderungen während des Fluges (–178 °C bis +60 °C)

Nach mehrjähriger Entwicklungszeit des Gehäuses in Zusammenarbeit mit der Firma Lauscher Präzisionstechnik GmbH wurde die Zug-Druckeinheit im Juni 2022 final getestet und für den Flugbetrieb freigegeben.

Der erfolgreiche Erstflug der Ariane 6 fand am 09.07.2024 statt.
Jährlich sind bis zu zehn Starts geplant.