hirdetés
hirdetés

Mérnöki folyamatok

Fejlesztési projektek a CAD-Terv Mérnökségen (II.)

Korábbi cikkünkben beszámoltunk arról, hogyan, milyen folyamatok mentén is zajlik a terméktervezés a CAD-Terv Mérnökségén. A fogyasztási cikkek és az ipari berendezések tekintetében már megvizsgáltuk ezeket a folyamatokat, most tekintsük végig azt, hogy ezekből mit tudunk hasznosítani az űripari fejlesztések során.

hirdetés

Mi is az, ami minden embernek eszébe jut az űripar, az űrkutatás kifejezés hallatán? Az alábbi mondatok biztosan:

„Kis lépés egy embernek, de hatalmas ugrás az emberiségnek.”

„Réges-régen, egy messzi-messzi galaxisban...”

Nem kell azonban híres asztronautákat vagy hollywoodi sztárokat idézni ahhoz, hogy űrkutatásról beszéljünk. A Magyarországon folyó űripari fejlesztésekre is méltán lehetünk büszkék. Gondoljunk csak az első magyar műhold, a Masat–1 sikerére.

A műholdtervezés múltja, jelene és jövője

Miben különbözik a műholdtervezés más termék fejlesztésétől? Bátran kijelenthetjük, hogy a fejlesztési folyamat alapvető lépéseit figyelembe véve semmiben sem. Korábbi cikkünkben bemutattuk, milyen lépéseken haladunk végig egy termék fejlesztésekor, melyek a főbb mérföldkövek, és milyen módszereket alkalmazunk. Tekintsük át ezeket a tényezőket a műholdak tekintetében:

Milyen tényezőket veszünk figyelembe általában a tervezés során?

  • esztétikai tulajdonságok
  • praktikus használhatóság
  • funkcionalitás
  • egyedi terméktulajdonságok
  • innovativitás
  • termékéletút-tervezés
  • alapanyag-választás
  • szerszámozhatóság, gyárthatóság

A tervezés során a műholdak esetében is ugyanezeket a tényezőket vesszük figyelembe, viszont nem egyforma súllyal. A műholdak fejlesztésekor az egyedi terméktulajdonságok kialakítása, a funkcionalitás és az alapanyag-választás mindennél fontosabbak. A világűrbe bocsátott eszközök esetében számolni kell az extrém magas és alacsony hőmérséklettel, a kozmikus sugárzással, az egyéb kedvezőtlen környezeti feltételekkel, amelyek ráadásul a földi körülmények között nehezen, vagy egyáltalán nem reprodukálhatóak. A tulajdonságok közül itt a tömeget mindenképpen ki kell emelni, mivel úgy kell egy merev szerkezetet létrehozni, hogy az össztömeg minél kisebb legyen, ezen belül pedig a hasznos teher (payload) minél többet „kisajátíthasson”.

A CAD-Terv Mérnökségének kapcsolata az űriparral 2007-ben kezdődött. A műholdfejlesztések napjainkban is folynak, a jelenlegi legnagyobb, immár többtonnás műhold tervezett felbocsátási ideje 2024 (forrás: CAD-Terv)
A CAD-Terv Mérnökségének kapcsolata az űriparral 2007-ben kezdődött. A műholdfejlesztések napjainkban is folynak, a jelenlegi legnagyobb, immár többtonnás műhold tervezett felbocsátási ideje 2024 (forrás: CAD-Terv)

Legalább ugyanilyen fontos a termék funkcionalitásának biztosítása. Az űrkutatás és a műholdfejlesztés mindig valamilyen jól megalapozott céllal, küldetéssel kezdődik. A termékbe épített eszközöknek, berendezéseknek, alkatrészeknek üzembiztosan kell működniük. Egyetlen hiba sem megengedett, hiszen a küldetés sikere múlhat egy-egy elhibázott mérnöki fejlesztésen. Éppen ezért a műholdaknak felbocsátás előtt számtalan fizikai teszten kell átesniük, amelyek során az előírásoknak, specifikációknak megfelelően szimuláljuk az űrbéli terheléseket, valamint a szerkezeteket ezeknek a terheléseknek megfelelően méretezzük és ellenőrizzük.

A jelen projektjei

Tekintsük át, milyen műholdfejlesztéseken dolgozunk jelenleg, és ezeknek a szerkezeteknek milyen funkciókat kell betölteniük!

Masat–1 Ez volt az első űripari projektünk, amely sikerrel zárult. A 10 cm×10 cm×10 cm-es (1U) szerkezetnek a küldetése az volt, hogy méréseket végezzen, és az adatokat 3 hónapig küldje a Földre. A CAD-Terv Mérnökség feladata az antenna nyitómechanizmusának, a műhold vázszerkezetének megtervezése volt oly módon, hogy az elektronikai komponensek és az aktív elektromágneses szabályozó rendszer elférjen a napelemcellákkal határolt kis szerkezet belső terében. A küldetés sikerét bizonyítja, hogy a Masat–1 kisműhold 1061 napot töltött a világűrben, amely idő alatt folyamatosan adatokkal és fotókkal látta el a földi egységet.

3U/6U kisműholdplatform A Masat–1 tapasztalatait felhasználva vágtunk bele az ESA (Európai Űrügynökség) által felügyelt platform tervezésébe. Ez az ipari célokra kedvezően hasznosítható műholdplatform a szerkezetének mintegy felét (1,4U) képes hasznos teherként a világűrbe juttatni. Ez a platform egy teljesen új megközelítéssel épül fel, a kiszolgáló egységek kártyái és a hasznos teher is egy backplane-re elhelyezett csatlakozósorhoz kapcsolódik. Ez a módszer és az a kialakítás, hogy a szerkezet egy irányból szerelhető, lehetővé teszi, hogy a tesztek és a szerelés során a műveleti idők töredékére csökkenthetők, és kizárhatók az illesztési, pozicionálási hibák. A robusztus vázszerkezeten kapott helyet az antennarendszer és a nyitható napelemszárnyak is.

RadMag/RadCube A RadMag, azaz a sugárzást mérő tesztkészülék (hasznos teher) és a RadCube a payload kiszolgálására szolgáló 3U platform.

RadMag/RadCube: a CAD-Terv mérnökségének egyik futó projektje
RadMag/RadCube: a CAD-Terv mérnökségének egyik futó projektje

Plato 2.0 Szintén az Európai Űrügynökség irányításával, de már nemzetközi együttműködésben készül a Plato 2.0 műhold. A 34 kamerából álló rendszer küldetése többek között a világűr egy meghatározott részében az emberi életre alkalmas bolygók keresése. Az N-AEU és az F-AEU egység (amelyek a kamerákat látják el szinkronizációs jellel és tápfeszültséggel) gépészeti tervezését végzi a CAD-Terv Mérnöksége. A műhold tervezett felbocsátása 2024.

A fenti gyors áttekintésből látszik, hogy a műholdtervezés hatalmas felelősséggel járó, rengeteg tapasztalatot igénylő feladat. A legszerteágazóbb szaktudással rendelkező mérnöknek is szüksége van irodalomkutatásra, más műholdak tanulmányozására, a háttéranyagok és információk áttekintésére. Összességében tehát elmondhatjuk, hogy az űripari fejlesztések ugyanazon mérföldkövek mentén zajlanak, mint az ipari eszközök vagy a háztartási termékek fejlesztése, viszont sokkal szigorúbb előírások és szabványok szerint.

Mondhatjuk, hogy Magyarországon az űrkutatás még „gyermekcipőben jár”, azonban bízunk benne, hogy a fenti fejlesztések megvalósításával mi is beírhatjuk magunkat a történelembe.

Budai Dénes, CAD-Terv Mérnöki Kft.
a szerző cikkei

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés