Enrouleur de filament Roth pour faciliter les grandes réductions de poids/coût d'Ariane 6

L'un des plus grands systèmes d'enroulement filamentaire au monde commencera bientôt à fabriquer des composants pour Ariane 6 lanceur spatial, qui devrait transporter des satellites en orbite terrestre pour l'Agence spatiale européenne (ESA) dès 2020. Conçu par Roth Composite Machinery (Steffenberg, Allemagne) en étroite coopération avec le client de Roth, Avio (Colleferro, Italie), l'un des principaux fabricants de systèmes de propulsion spatiale, la collection massive de machines d'enroulement filamentaire Roth permettra à Avio de produire, entre autres composants, les boîtiers externes pour Ariane 6 propulseurs — les moteurs de propulsion de décollage pour le système de lancement.

Les carters des moteurs et de nombreux autres composants des lanceurs sont aujourd'hui construits avec des composites légers. Étant donné que les boîtiers sont généralement cylindriques, l'enroulement filamentaire est généralement le processus de choix, mais des processus de préimprégnation sont également utilisés pour certains composants. Les boosters en composite de carbone à enroulement filamentaire seront, dans l'Ariane 6 , remplacent les caisses en acier actuellement utilisées en service actif Ariane 5 Véhicules. L'utilisation de composites, dans ce cas, réduira le poids d'Ariane 6 étages de rappel, par rapport à ceux de son prédécesseur, jusqu'à 35%. Leur utilisation aux niveaux actuels aura également un impact marqué sur Ariane 6 coût global de fonctionnement du système :les dépenses par tonne de charge devraient chuter jusqu'à 50 %.

Avio et Roth auraient mis à profit leur expérience commune d'anciens projets liés à la fabrication d'Ariane 5 et Vega fusées. En conséquence, le nouveau centre d'enroulement filamentaire a une longueur maximale de 17 m, un grand diamètre de travail (3,6 m) et est capable de supporter un mandrin d'enroulement pesant environ 120 MT. Le système est équipé de trois chariots prenant en charge trois processus de bobinage différents; chaque chariot a une longueur de 7,4 m et peut se déplacer jusqu'à 90 m par minute.

Le premier chariot est utilisé pour enrouler le ruban de protection thermique sur le mandrin dans une construction composite sans moule (première couche à l'intérieur du booster). Après la vulcanisation de la bande, le processus d'enroulement du towpreg est effectué en utilisant le deuxième chariot. Le troisième chariot est équipé d'une tête de distribution de fibres pour la pose automatisée de bandes (ATL) — une fonctionnalité pour laquelle Avio demande une protection par brevet. Cette technologie permet un dépôt précis de ruban aux formes géométriques complexes pour les pièces de fixation des boosters. Les rubans sont coupés et rognés au moyen d'une tête de coupe à ultrasons. La technologie ATL a été développée par Avio en collaboration avec Roth et un autre partenaire basé en Italie.

Ariane 6 Les boosters mesurent 15 m de long avec un diamètre allant jusqu'à 3,6 m. Selon la taille et le poids de la charge utile, deux ou quatre boosters par fusée, remplis de carburant solide, assureront une poussée suffisante pour la première phase de vol. Manfred Roth, président de l'entreprise familiale Roth Industries, à laquelle appartient Roth Composite Machinery, a déclaré à propos de la dernière décision de l'entreprise :"Dans le secteur des composites, nous appartenons aux leaders du marché mondial."