Enrollador de filamentos Roth permite ahorro significativo de peso y coste para el vehículo lanzador Ariane 6

Uno de los sistemas de enrollado de filamentos más grandes del mundo comenzará pronto a fabricar componentes para el vehículo lanzador espacial Ariane 6, que se espera transporte satélites a órbita terrestre para la Agencia Espacial Europea (ESA) tan pronto como 2020. Diseñado por Roth Composite Machinery (Steffenberg, Alemania) en estrecha cooperación con el cliente de Roth, Avio (Colleferro, Italia), un fabricante líder de sistemas de propulsión espacial, la masiva colección de maquinaria de enrollado de filamentos Roth permitirá a Avio producir, entre otros componentes, las carcasas externas para cohetes de propulsión Ariane 6 —los motores de propulsión de despegue para el sistema de lanzamiento.

Las carcasas de motor y muchos otros componentes de vehículos lanzadores, hoy, se construyen con compuestos ligeros. Como las carcasas son típicamente cilíndricas, el enrollado de filamentos es comúnmente el proceso de elección, pero procesos de preimpregnado también se usan para algunos componentes. Las carcasas de propulsores de fibra de carbono enrolladas reemplazarán, en el Ariane 6, las carcasas de acero usadas actualmente en vehículos Ariane 5 en servicio activo. El uso de compuestos, en este caso, reducirá el peso de las etapas de propulsión del Ariane 6, comparado con las de su predecesor, hasta en un 35%. Su uso a niveles actuales también tendrá un impacto marcado en el coste operativo global del sistema Ariane 6: Se espera que los gastos por tonelada de carga se desplomen hasta un 50%.

Avio y Roth han puesto, según informes, a buen uso su experiencia común de proyectos anteriores relacionados con la fabricación de cohetes Ariane 5 y Vega. En consecuencia, el nuevo centro de enrollado de filamentos tiene una longitud máxima de 17 m, un gran diámetro de trabajo (3,6 m), y es capaz de soportar un mandril de enrollado que pesa aproximadamente 120 MT. El sistema está equipado con tres carros que soportan tres procesos de enrollado diferentes; cada carro tiene una longitud de 7,4 m y puede moverse hasta 90 m por minuto.

El primer carro se usa para enrollar cinta de protección térmica sobre el mandril en construcción compuesta sin molde (primera capa dentro del propulsor). Tras la vulcanización de la cinta, el proceso de enrollado de towpreg se efectúa usando el segundo carro. El tercer carro está equipado con una cabeza de suministro de fibra para colocación automática de cinta (ATL) —una característica por la que Avio busca protección de patente. Esta tecnología permite colocación precisa de cinta en formas geométricas complejas para las piezas de fijación de los propulsores. Las cintas se cortan y recortan mediante una cabeza de corte ultrasónica. La tecnología ATL fue desarrollada por Avio junto con Roth y otro socio con base en Italia.

Los propulsores Ariane 6 miden 15 m de largo con un diámetro de hasta 3,6 m. Dependiendo del tamaño y peso de la carga útil, dos o cuatro propulsores por cohete, llenos de combustible sólido, asegurarán impulso suficiente para la primera fase de vuelo. Manfred Roth, presidente de la empresa familiar Roth Industries, a la que pertenece Roth Composite Machinery, dice del último movimiento de la empresa, "En el sector de compuestos, pertenecemos a los líderes del mercado mundial".