ContiTech Luftfedersystem für die Teleskop

Leporello
11.10.2007
9:02 Uhr
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SOFIA – Stratosphären-Observatorium
für Infrarot-Astronomie
ContiTech-Luftfedern
FD530-22
FS530-22
WT 6478 10.07 (WD) Gedruckt mit CONTI-AIR® Offset-Drucktüchern auf chlorfrei gebleichtem Papier
ContiTech Air Spring Systems
ContiTech Air Spring Systems entwickelt und fertigt
Komponenten und Komplettsysteme für regelbare Luftfederungen in Nutzfahrzeugen, Bussen, Anhängern,
Schienenfahrzeugen sowie für Maschinen- und Fundamentlagerungen. Mit Luftfedern für Lkw und Busse ist
ContiTech Marktführer in Europa, mit Federungen für
Schienenfahrzeuge Weltmarktführer.
ContiTech
Rubber and plastics technology
ContiTech
Luftfedersysteme GmbH
Philipsbornstraße 1
D-30165 Hannover
Postfach 1265
D-30012 Hannover
Phone +49 511 938-5360
Fax +49 511 938-5162
www.contitech.de
www.contitech.de/luftfedersysteme
ContiTechLuftfedersystem
für die TeleskopLagerung der
fliegenden
Sternwarte SOFIA
Air Spring Systems
Leporello
11.10.2007
9:02 Uhr
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ContiTech hat ein Luftfedersystem entwickelt, das die störungsfreie Arbeit an Bord der Boeing 747 SP
Vibrationsisolierung
unter Extrembedingungen
in 14.000 Metern Höhe
SOFIA ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und des
Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Eine zum
Labor umgebaute Boeing 747 SP wird voraussichtlich
ab 2009 die Entstehung von Sternen und Planetensystemen erforschen. In 14 Kilometern Höhe sind Beobachtungen im infraroten Spektralbereich möglich, die
erdgebundenen Observatorien verschlossen bleiben.
Weltweit größtes Infrarot-Teleskop
Herzstück von SOFIA ist ein 17 Tonnen schweres Infrarot-Teleskop im Heck des Flugzeugs. Gelagert ist das
Teleskop auf einem ContiTech-Luftfedersystem und
silikonölbefüllten Dämpfern, die zusammen ein Vibrations-Isolationssystem bilden.
Exakte Beobachtungsposition
Das Luftfedersystem absorbiert störende Vibrationen,
die vom Flugzeug selbst bzw. durch die Windströmung
verursacht werden. Mit Hilfe seiner Regelsensorik hält
das Luftfedersystem das Teleskop exakt in seiner Position, so dass es jederzeit einwandfreie Bilder liefert.
Die Luftfedern sind axial und radial ausgerichtet, um das Teleskop
von Vibrationen aus verschiedenen Richtungen zu isolieren.
sicherstellt – unter schwierigsten äußeren Bedingungen: minus 60 Grad Celsius, ein Fünftel des normalen Luftdrucks,
Vibrationen und Luftströmungen.
Komplexe Konstruktion ... präzise wie ein Uhrwerk
Das ContiTech-Luftfedersystem umfasst 24 Luftfedern
– Ein- bzw. Zweifaltenbälge – und eine sensorische
Regelung, um das Teleskop von Vibrationen zu isolieren. 12 axial angeordnete Luftfedern gleichen die
Druckdifferenz zwischen dem Flugzeuginneren und der
Teleskopkammer aus. 12 radial ausgerichtete Luftfedern heben das Teleskop an.
Die Druckluftzufuhr erfolgt über mehrere Höhenregelventile, die unabhängig voneinander einzelne Gruppen
von Luftfedern ansteuern. Die axial ausgerichteten
Luftfedern werden über ein redundantes Leitungssystem versorgt. Das heißt, dass jeder Luftfeder ein Ventil
vorgeschaltet ist, das im Falle eines Stromausfalls
schließt und damit den Druck in den Luftfedern aufrechterhält.
Für Frequenzen, die über der Eigenfrequenz des gesamten Vibrations-Isolationssystems (ca. 2,5 Hz) liegen, ist der Isolierungsgrad des Luftfedersystems ausreichend. Bei langsamen Bewegungen, die durch die
Windströmung auftreten, wird das Teleskop durch
Regulierung der Luftmenge in seiner Position gehalten.
Werkstoff für extreme Anforderungen
Das Projekt SOFIA bedeutete nicht nur einen völlig neuen Anwendungsfall für die Luftfederungstechnik, sondern auch eine materialtechnische Herausforderung.
Die speziell für diesen Einsatz kreierten Luftfederbälge
sind aus einem selbstverlöschenden Elastomer gefertigt und erfüllen die Nichtbrennbarkeitsanforderungen
der NASA. Das verwendete Elastomer ist ferner beständig gegen UV-Einwirkung und kosmische Strahlung. Außerdem schützt es durch seinen geringen
Oberflächenwiderstand das Teleskop vor elektrostatischer Aufladung.
Die 24 Luftfedern sind in Subsystemen zusammengefasst
und werden gruppenweise geregelt.
Luftfedern werden umfangreichen
Funktions- und Materialtests unterzogen.
Axial angeordnete Luftfedern
Gruppe 1
Gruppe 3
Gruppe 2
Radial angeordnete Luftfedern
Gruppe 1
Gruppe 2
Gruppe 3
Gruppe 4
ContiTech-Gesamtkompetenz
für Entwicklung und Engineering
ContiTech Air Spring Systems erbrachte zum Projekt
SOFIA neben der Systemlieferung auch – zusammen
mit dem Vertriebspartner CFM Schiller – alle Engineering-Leistungen. Der Dienstleistungsumfang erstreckte
sich von der Auslegungsberechnung bis zur Endmontage am amerikanischen NASA-Stützpunkt.