Raumfahrt-Kraftaufnehmer schwebten über der Erde

Im All herrschen andere Temperaturen, Drücke und Kräfte als in den uns vertrauten Umgebungen. Deswegen ist Messtechnik “dort oben” besonderen Belastungen ausgesetzt. WIKA hat nun spezielle Kraftaufnehmer für die Raumfahrt entwickelt, getestet und geliefert. Dabei handelt es sich um kundenspezifische Kraftmessachsen, die sich inzwischen auf einem Flug ins All bewährt haben.

Längst hat sich die Raumfahrt kommerzialisiert, Konzepte für einen All-Tourismus nehmen Gestalt an. In den Entwicklungsabteilungen der Raumfahrtindustrie reifen Pläne für neue Generationen von Trägerraketen und anderen Transportern für multiple und damit ressourcenschonende Einsätze. Um Passagiere, Besatzung und Fahrzeuge sicher wieder zur Erde zu bringen, ist eine ausgefeilte und in jeder Situation zuverlässige Technik unabdingbar. 

Eine zentrale Rolle spielt dabei das Flugsteuerungssystem, welches die korrekte Ausrichtung des Raumschiffs für sichere Missionen ins All und zurück gewährleistet. Kraftmessachsen sind hierfür entscheidende Komponenten. Sie haben die auf die Flugsteuerungsflächen des Raumschiffs wirkenden Kräfte präzise zu messen. Herkömmliche Messachsen sind dieser Aufgabe nicht gewachsen, zu anspruchsvoll sind die Kriterien für Raumfahrt-Kraftaufnehmer. 

Anforderungen an Kraftaufnehmer für die Raumfahrt

Auf der Suche nach All-tauglichen Messachsen hatte ein Raumfahrtunternehmen zunächst bei einem anderen Hersteller angefragt. Doch war dieser Lieferant nicht in der Lage, die außergewöhnlichen Anforderungen zu erfüllen. Die Messachsen sollten:

  • zuverlässig bei extrem kalten Temperaturen (bis zu -65 °C) funktionieren
  • sehr hohen Belastungen standhalten und dauerfest sein
  • sehr kompakte Abmessungen haben (der Durchmesser des Messlochs betrug gerade einmal 8 mm)

Langjährige Erfahrung mit Messachsen und Miniaturisierung

Kraftaufnehmer für die Raumfahrt

WIKA entwickelte und baute diese Ausführung einer Kraftmessachse für eine Raumfahrt-Mission.

Schließlich landeten die Zeichnungen, technischen Daten und Testanforderungen bei WIKA. Aufgrund ihrer langjährigen Erfahrungen mit Messachsen sowie in der Geräte-Miniaturisierung gelang es den WIKA-Kraftmessexperten, exakt die Produkte zu entwickeln und herzustellen, die der Kunde wünschte.

Doch das war nur die erste Herausforderung. Die zweite bestand darin, die Messachsen einer Vielzahl von Tests zu unterziehen, um die Funktionsfähigkeit im All mit absoluter Sicherheit zu gewährleisten. Doch die dafür benötigten Prüfeinrichtungen waren weder intern noch extern vorhanden. Wie also ließen sich die extremen Betriebsbedingungen der Sensoren simulieren?

Spezielles Prüfequipment für die Raumfahrt-Kraftaufnehmer

Es gab nur eine Antwort: WIKA entwarf und baute selbst eine spezielle Prüfanlage mit Wärmekammer sowie Justier- und Kalibriermaschine. Sie musste in der Lage sein:

  • alle sieben Sekunden eine wechselnde Last von 23.860 kg aufzubringen
  • eine Innentemperatur von -65 °C zu halten

Das neue Equipment lieferte schließlich den Nachweis, dass die Messachsen auch nach 100.000 Prüfzyklen bei der geforderten niedrigen Temperatur die erforderliche Messqualität hielten. Dies zeigte sich dann auch im Anwendungsfall: Die Steuerflächen des Raumfahrzeugs funktionierten einwandfrei und ermöglichten einen sicheren Flug ins All und zurück.

Messlösungen auch für die Luftfahrt

Neben der Raumfahrt bedient WIKA auch die Luftfahrt mit spezifischen Messlösungen. Ein Beispiel dafür ist die Entwicklung eines Kraftaufnehmers im Rahmen des Europäischen Programms “Clean Sky”, das die Emissionsreduzierung bei Flugzeugen zum Ziel hat. WIKA liefert zudem DirectDrive-Druckmessgeräte für Sauerstoffsysteme und Druckwandler für die Eis-Erkennung in Düsentriebwerken. 

Hinweis
Weitere Informationen zu Messachsen und anderer Kraftmesstechnik für extreme Bedingungen, zum Beispiel Ringkraftaufnehmern und Dehnungsaufnehmern erhalten Sie auf der WIKA-Webseite. Zum Download finden Sie dort außerdem eine Broschüre mit einem kompakten Überblick über die Kraftmesstechnik von WIKA. Bei Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung. 

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