Pengilang Serat Berputar Roth Membantu Penghematan Berat dan Biaya Signifikan untuk Kendaraan Peluncur Ariane 6

Salah satu sistem filament winding terbesar di dunia akan segera mulai memproduksi komponen untuk kendaraan peluncur ruang Ariane 6, yang diharapkan akan mengangkut satelit ke orbit Bumi untuk Badan Antariksa Eropa (ESA) secepat 2020. Dirancang oleh Roth Composite Machinery (Steffenberg, Jerman) dalam kerjasama erat dengan pelanggan Roth, Avio (Colleferro, Italia), produsen terdepan sistem pengangkutan ruang, koleksi besar mesin filament winding Roth akan memungkinkan Avio untuk memproduksi, di antara komponen lain, cangkang eksternal untuk roket pengendap Ariane 6 — motor pengendap untuk sistem peluncur.

Cangkang mesin dan banyak komponen kendaraan peluncur lainnya saat ini dibangun dengan komposit ringan. Karena cangkang biasanya berbentuk silinder, filament winding biasanya merupakan proses pilihan, tetapi proses prepreg juga digunakan untuk beberapa komponen. Cangkang pengendap komposit serat karbon yang di filament wound akan, dalam Ariane 6, mengganti cangkang baja yang saat ini digunakan dalam kendaraan Ariane 5 yang masih aktif. Penggunaan komposit, dalam hal ini, akan mengurangi berat tahap pengendap Ariane 6, dibandingkan dengan pendahulunya, hingga 35%. Penggunaan mereka pada tingkat saat ini juga akan memiliki dampak signifikan pada biaya operasional keseluruhan sistem Ariane 6: Biaya per ton muatan diharapkan akan menurun hingga 50%.

Avio dan Roth reportedly telah menggunakan pengalaman bersama mereka dari proyek-proyek sebelumnya terkait pembuatan roket Ariane 5 dan Vega. Akibatnya, pusat filament winding baru memiliki panjang maksimum 17m, diameter kerja besar (3,6m), dan mampu mendukung mandrel winding yang beratnya sekitar 120 MT. Sistem dilengkapi dengan tiga gerobak yang mendukung tiga proses winding yang berbeda; setiap gerobak memiliki panjang 7,4m dan dapat bergerak hingga 90m per menit.

Gerobak pertama digunakan untuk memasang tape perlindungan panas ke mandrel dalam konstruksi komposit tanpa cetakan (lapisan pertama di dalam pengendap). Setelah vulkanisasi tape, proses winding towpreg dilakukan dengan menggunakan gerobak kedua. Gerobak ketiga dilengkapi dengan head pengiriman serat untuk automated tape laying (ATL) — fitur yang paten sedang diajukan oleh Avio. Teknologi ini memungkinkan penempatan tape yang tepat dalam bentuk geometris kompleks untuk bagian pemasang pengendap. Tape dipotong dan dirampingkan dengan head pemotong ultrasonik. Teknologi ATL dikembangkan oleh Avio bersama dengan Roth dan mitra lain yang berbasis di Italia.

Pengendap Ariane 6 panjang 15m dengan diameter hingga 3,6m. Bergantung pada ukuran dan berat muatan, dua atau empat pengendap per roket, diisi dengan bahan bakar padat, akan memastikan dorongan yang cukup untuk fase penerbangan pertama. Manfred Roth, presiden perusahaan keluarga Roth Industries, tempat Roth Composite Machinery tergabung, berkata tentang langkah terbaru perusahaan, “Di sektor komposit, kami termasuk pemimpin pasar dunia.”