Messtechnik für die Raumfahrt

Die Space Tech Expo Europe, die vom 24. bis 26. Oktober in Bremen stattfindet, ist der zentrale Treffpunkt für Vertreter aus der Raumfahrtbranche in Europa. Auch für Kistler gehört die internationale Fachmesse fest in den Messekalender: In Halle 5, Stand A51 präsentieren die Messtechnikexperten den Besuchern Messtechnologien für anspruchsvolle Raumfahrtanwendungen.

Sensoren spielen in der Testphase von Raumfahrtprogrammen, beispielsweise bei Tests von Raumfahrt-Nutzlasten und Antrieben, eine äußerst wichtige Rolle: Sie geben wertvolle Einblicke in komplexe Prozesse und helfen mit ihren Messdaten dabei, die Qualität, Sicherheit und Zuverlässigkeit der Raumfahrtsysteme und -subsysteme maßgeblich zu verbessern. Dabei stellen extreme Bedingungen wie große Temperaturbereiche, Druckschwankungen und hohe Vibrationslevel enorme Anforderungen an die Produkte. Gleichzeitig muss die Messtechnik häufig leicht, robust und langlebig sein. Kistler bietet für nahezu jede Anwendung die passenden Kraft-, Vibrations- und Drucksensoren an.

Manuel Blattner, Leiter strategisches Geschäftsfeld Test & Measurement: „Auf der Space Tech Expo Europe zeigen wir Fachbesuchern und Interessierten als Highlight ausgewählte Raumfahrtanwendungen, in denen unsere Produkte installiert sind. Auf unserem Messestand werden unter anderem ein Raketentriebwerk-Prüfstand mit eingebauten Druck-, Kraft- und Beschleunigungssensoren sowie der neue piezoelektrische 6-Komponenten-Kraft-/Momentsensor Typ 9306A zu sehen sein“

Direkte und präzise Messung – in jede Richtung

Um zu verhindern, dass ganze Satelliten und deren Subsysteme bei Vibrationstests überlastet und damit schwer beschädigt werden, wird das sogenannte Force Limited Vibration Testing angewendet. Dabei werden an der Schnittstelle zwischen Shaker und Raumfahrt-Nutzlast 3-Komponenten-Kraftsensoren eingesetzt, die die eingeleitete Kraft überwachen. Kistler zeigt auf der Messe als passende Applikationslösung vorgespannte, piezoelektrische 3-Komponenten-Kraftsensoren, die mit der Signalverarbeitungseinheit und dem Datenerfassungssystem verbunden sind. Diese Sensoren sind unter Vorspannung zwischen zwei Montageflanschen eingebaut und können Druck- und Zugkräfte in jeder Richtung messen – direkt und präzise. Die hohe Steifigkeit und Eigenfrequenz der Sensoren sorgt für genaue Ergebnisse und ein geringes Übersprechen.

Gemessen und aufbereitet werden die Signale mit dem LabAmp 5167A, dem ersten quasi-statisch messenden Mehrkanal-Ladungsverstärker von Kistler mit integrierter Datenerfassung. Der Vorteil: Die Kombination aus leistungsstarkem Ladungsverstärker und Datenerfassungsgerät macht ein breites Anwendungsspektrum möglich. Die integrierte Datenerfassung vereinfacht die Messkette und sorgt für zusätzliche Flexibilität.

Optimale Ergebnisse – auch unter höchsten Belastungen

Raketen sind besonders beim Start sehr hohen Belastungen ausgesetzt. Um Fehlfunktionen im Einsatz zu verhindern, werden Raketenkomponenten – und vor allem auch Raketentriebwerke – in der Testphase umfassend getestet und untersucht. Kistler präsentiert auf der Space Tech Expo Europe den Hochtemperatur-Drucksensor Typ 6021A: Der ungekühlte Drucksensor eignet sich für Anwendungstemperaturen bis zu 700°C und wird primär eingesetzt, um höchste Druckauflösungen in rauen Umgebungsbedingungen zu ermöglichen. Dazu ist der Sensor masse-isoliert und mit einem differentiellen Ladungsausgang ausgestattet, was Rauschen und elektromagnetische Störungen signifikant reduziert und somit genaue Messungen möglich macht.

Ergänzend dazu können sich Fachbesucher vom differentiellen Ladungsverstärker Kistler Typ 5181A überzeugen, der ebenfalls für hohe Temperaturbereiche geeignet ist.

Kleine Momente und Kräfte zuverlässig messen

Darüber hinaus präsentiert Kistler auf der Space Tech Expo Europe den ersten piezoelektrischen 6-Komponenten-Kraft-/Momentsensor Typ 9306A. Dieser ist in der Lage, drei Kräfte und drei Momente präzise, direkt und ohne Berechnung zu messen und ist besonders für Messungen im Windkanal geeignet. Zudem hat der Nutzer die Möglichkeit, den Moment- und Kraftbereich unabhängig für jede Achse einzustellen. Dank des piezoelektrischen Messprinzips und der hohen Leistung des Sensors können sehr kleine Momente und Kräfte bei hoher statischer Vorlast zuverlässig gemessen werden. 

Bild: Kistler präsentiert den Besuchern in Halle 5, Stand A51 neue Messtechnologien für anspruchsvolle Luft- und Raumfahrtanwendungen (Bildquelle: ESA).