ihf wirkte bei der Konstruktion der Startrampe von Europas neuester Trägerrakete, der Ariane 6 mit. In Zusammenarbeit mit unserem Kunden OHB Digital Connect GmbH wies ihf zwei Hauptstrukturen der Startrampe, den Starttisch und die EFF-Docks, mit ihren Berechnungsdienstleistungen nach.
OHB Digital bietet in Europa raumfahrtbasierte Lösungen für übergeordnete und strategische Ziele an. Diese umfassen Entwicklungsdienstleistungen, eigene Lösungen im Bereich Hardware, Software, Apps und Dienstleistungen in vorhandene und zukünftige Hochtechnologien.
Die ESA war bei der Entwicklung der Ariane 6 für die Architektur des gesamten Trägersystems verantwortlich. Für die Entwicklung von Ariane 6 arbeitet die ESA mit einem Industrienetzwerk von mehr als 600 Unternehmen in 13 europäischen Ländern zusammen, darunter 350 kleine und mittlere Unternehmen, angeführt vom Hauptauftragnehmer der ArianeGroup. Europas Weltraumbahnhof in Kourou, Französisch-Guayana (Südamerika), soll mit der Trägerrakete Ariane 6 die europäische Führungsrolle der kommerziellen Trägerdienste weiterhin stärken. Mit der Ariane 6 besteht die Flexibilität sowohl schwere als auch leichte Nutzlasten in eine Vielzahl von Umlaufbahnen für Anwendungen wie Erdbeobachtung, Telekommunikation, Meteorologie, Wissenschaft und Navigation zu bringen.
Zu den Hauptstrukturen des Startplatzes gehören das Launch Vehicle Assembly Building, das mobile Portal und die Startrampe mit den EFF-Docks (eine Transporteinheit für die Booster). Das Launch Vehicle Assembly Building liegt 1 km von der Startzone entfernt. Es wird für die horizontale Integration und Vorbereitung der Trägerrakete vor dem Rollout in die Startzone verwendet. Das mobile Portal, eine 90 Meter hohe mobile Metallkonstruktion mit einem Gewicht von 8200 Tonnen, welches auf Schienen rollt, ermöglicht den Zugang zur Trägerrakete für die vertikale Integration auf der Startrampe. Dieses beherbergt die Ariane 6 bis zum Start. Auf der 200 m breiten und 28 m tiefen Startrampe ist der 700 Tonnen schwere Starttisch gelagert, der die Ariane 6 trägt. Die über 60 Meter hohe Ariane 6 wird beim Start mit voller Nutzlast fast 900 Tonnen wiegen. Das EFF-Dock, mit der Positioniermöglichkeit von einem Booster, kann auf Schienen gelagert genau zum Starttisch hin ausgerichtet werden und je nach Bedarf die Ariane 6 mit zwei oder vier Boostern, die mit Treibstoff gefüllt sind, ausstatten.
ihf führte bei dem Startisch umfassende Festigkeitsanalysen durch, um mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode Spannungen und Verformungen der Struktur zu bestimmen. Hierbei wurden beispielsweise das sehr hohe Eigengewicht der einzelnen Strukturelemente, der Aufschlagdruck beim Start der Ariane 6, als auch Einwirkungen wie Wind betrachtet.
Die Komponenten, ob einzelne, verschweißte oder auch verschraubte Bauteile des Startisches, wurden auf ein Überschreiten der zulässigen Spannung, Knicken bzw. Beulen und mögliche Plastifizierung für relevante Lastfallkombinationen hin überprüft und im Gesamtkontext von ihf bewertet.
Schweißnähte wurden einem statischen Schweißnahtnachweis nach dem Nennspannungskonzept unterzogen. Für einzelne Bauteile erfolgte der Nachweis mit extrapolierten Strukturspannungen (Hot-Spot-Spannungen). Falls erforderlich, wurde die Schweißnahtwurzel nach dem Kerbspannungskonzept der FKM-Richtlinie betrachtet.
Für die zu berechnenden Schrauben der Lagerung des Starttisches wurde ein statischer Schraubennachweis nach VDI 2230 durchgeführt.
Bei dem untersuchten und auf Schienen gelagerten EFF-Dock, handelt es sich um eine Schweißkonstruktion aus großen Blechen. Dieses hat die Aufgabe, den Booster anzuheben und auszurichten, um ihn zusammen mit der Märtyrerpalette auf der Transferpalette zu positionieren und dem Starttisch zu übergeben. Auch hier wurde eine ausführliche Festigkeitsanalyse durchgeführt unter Betrachtung des hohen Eigengewichts der Märtyrer- und Transportpaletten sowie des Boosters.
In enger Zusammenarbeit mit OHB verbesserte ihf entwicklungsbegleitend die erforderlichen Bauteile, so dass die notwendigen Nachweise erbracht werden konnten.
