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60-204 Poznan

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Staubo Elektro-Maskin a.s.

Bjørnerudveien 12C

1266 Oslo

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FAULHABER Malaysia Sdn Bhd

1A-2-01 & 02 · One Precinct · Lengkok Mayang Pasir

11950 Bayan Baru · Penang · Malaysia

Tel.: +60 4 619 2570

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Swiss Amiet Co., Ltd.

W-903, SK V1 Center, 11 Dangsan-ro 41-g

Yeongdeungpo-gu,07217, Seoul

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info@swissamiet.com

www.swissamiet.com

Shinkoh Electronics Co., Ltd.

Tokyo Sales Office, Motor Sales Division8F, REID-C OMORI building, 6-20-8

Minami-oi, Shinagawa-ku, Tokyo 140-0013

Tel.: +81 (0) 3 6404 1003

motor-info@shinkoh-elecs.co.jp

www.shinkoh-faulhaber.jp

FAULHABER Italia S.r.l.

Via Cavour 2

22074 Lomazzo CO

Tel.: +39 0236714708

info@faulhaber-italia.it

Inteltek Automation JV

S.No. 100/5, Ambegaon

Pune - 411046

Tel.: +91 (0) 20 39392150

info@inteltekindia.com

www.inteltekindia.com

Lewenstein Technologies Ltd.

1 Ha'arava St. Givat Shmuel

5400804 Israel

Tel.: +972 3 9780 800

info@l-tech.co.il

www.l-tech.co.il

Electro Mechanical Systems Ltd.

Eros House, Calleva Industrial Park, Aldermaston

Reading, RG7 8LN

Tel.: +44 (0) 118 9817 391

info@ems-ltd.com

www.ems-limited.co.uk

FAULHABER France SAS

Parc d’activités du Pas du Lac2, Rue Michaël Faraday

78180 Montigny-le-Bretonneux

Tel.: +33 (0) 1 30 80 45 00

info@faulhaber-france.fr

www.faulhaber.com

ELMEQ Motor

Passeig Ferrocarrils Catalans 178

Cornellà de Llobregat 08940 (Barcelona)

Tel.: +34 93 422 70 33

marketing@elmeq.es

www.elmeq.es

MOVETEC OY

Suokalliontie 9

01740 Vantaa

Tel.: +358 (0) 9 5259 230

info@movetec.fi

www.movetec.fi

Routech s.r.o.

Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

Tel.: +420 489 202 971

info@routech.cz

www.routech.cz

Compower ApS

Marielundvej 29

2730 Herlev

Tel.: +45 (0) 44 92 66 20

info@compower.dk

www.compower.dk

Marte Científica e Instrumentação Industrial Ltda

Av Fco Andrade Ribeiro 430

37540-000 Santa Rita do Sapucai, MG

Tel.: +55 (11) 3411 4500

motores@marte.com.br

www.marte.com.br

FAULHABER Drive System Technology (Taicang) Co., Ltd.

Eastern Block, Incubator Building, No. 6 Beijing Road West

Taicang 215400, Jiangsu Province

Tel.: +86 (0) 512 5337 2626

info@faulhaber.cn

FAULHABER Benelux B.V.

High Tech Campus 9

5656 AE Eindhoven

Tel.: +31 (0) 40 85155-40

info@faulhaber.nl

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FAULHABER Austria GmbH

Modecenterstraße 22/C89

1030 Wien

Tel.: +43 1 7963149-0

info@faulhaber-austria.at

ERNTEC Pty. Ltd.

15 Koornang Road

Scoresby, VIC 3179

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sales@erntec.com.au

www.erntec.net

Headquarter

DR. FRITZ FAULHABER GMBH & CO. KG

Daimlerstr. 23

71101 Schönaich

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Jan-Christopher Mohr

Ingénieur Technico-Commercial

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Ingénieur Technico-Commercial

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jens-uwe.henke@faulhaber.de

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daniel.broennimann@faulhaber.ch

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Beijing Office

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[Translate to Français:]

Une manière de contrôler les coûts consiste à optimiser la combustion de carburant pendant le décollage afin de minimiser les pertes. Une vanne de régulation de carburant de conception spéciale garantit une performance optimale dans ce cas. Cette vanne est actionnée par des servomoteurs fiables et robustes fabriqués par FAULHABER.

Les lanceurs modernes consomment du carburant pour fusées RP-1, un type extrêmement raffiné de kérosène qui doit être mélangé à de l'oxygène pour la combustion. Dans le lanceur, des tuyaux de 10 centimètres de diamètre partent des réservoirs de RP-1 et d'oxygène liquide (LOX) et se rejoignent avant d'entrer dans la chambre de combustion.

La chimie de combustion du RP-1 n'est pas critique. Le carburant ne brûle jamais sans oxygène, et en présence d'oxygène, les proportions entre les deux éléments ne sont pas forcément soumises à un rapport précis. Cependant, le problème est que, si les proportions entre LOX et RP-1 ne sont pas parfaites, soit l'oxygène sera épuisé avant le carburant, soit l'inverse, et que, une fois la combustion terminée, les restes constitueront un lest indésirable. Pour éviter que cela se produise, la vanne de régulation du carburant ajuste le mélange en temps réel.

Le système de régulation du carburant est constitué d'une vanne papillon à servomoteur. Afin d'obtenir une vitesse et un couple appropriés, l'unité est équipée d'un réducteur planétaire permettant d'atteindre un rapport de réduction d'environ 151:1, ainsi que d'un engrenage supplémentaire à l'intérieur de l'appareil. L'équipe de développeurs a doté chacun des composants d'une importante marge de sécurité afin de les protéger contre les défaillances les plus communes. L'arbre du moteur est directement couplé à la vanne et permet de réaliser des ajustements fins.

Moteurs brushless pour Aérospatiale vanne du carburant fusée
Moteurs brushless pour Aérospatiale vanne du carburant moteur
La vanne de régulation du carburant se trouve juste au-dessus du moteur ; c'est ici que se rejoignent les tuyaux d'alimentation en ­provenance des réservoirs de carburant RP-1 et d'oxygène liquide, elle assure la vidange ­régulière de ces deux réservoirs.

Conditions de fonctionnement extrêmes

Exactitude mise à part, la plupart des applications à servomoteurs exigent souvent un couple élevé, une grande vitesse ou une forme compacte. Dans le cas de la vanne de régulation du carburant, la principale ­exigence imposée aux moteurs était simple : ils devaient supporter le décollage. Des chocs et vibrations extrêmes se produisent en particulier au premier étage. Pendant les près de 3 minutes de combustion à un étage de fusée, le moteur génère une poussée de 440 000 kN environ et la vanne de régulation du carburant installée directement à côté est, par conséquent, soumise à des forces très importantes.

Quand l'équipe d'ingénieurs s'est mise à la recherche des meilleurs composants pour la vanne de régulation du carburant, les tests de vibration réalisés ont provoqué la défaillance de tous les moteurs les uns après les autres. Afin de réduire le nombre de points faibles à un minimum, l'équipe a remplacé les moteurs à balais contre des moteurs sans balais. Dans ce contexte, le critère principal était de savoir si le moteur était en mesure de survivre dans de telles conditions de fonctionnement. En d'autres termes, le réducteur devait être capable de résister à la charge, les capteurs à effet de Hall ne devaient pas être endommagés, bref, l'environnement extrême dans lequel ils étaient voués à travailler ne donnait pas le droit à l'erreur. C'est en cherchant un fabricant dont les moteurs pouvaient survivre à ces supplices que les ingénieurs sont tombés sur FAULHABER.

Moteurs brushless pour Aérospatiale vanne du carburant première phase
Le premier étage de la fusée comporte cinq moteurs, tous équipés d'une vanne de régulation du carburant actionnée par un servomoteur qui garantit une combustion régulière du carburant.

Les moteurs de fusée génèrent non seulement des vibrations, cela va de soi, mais aussi de la chaleur. Toutefois, la gestion de la chaleur, contrairement à ce que l'on pourrait penser, ne pose pas de problème particulier dans cette application. La chaleur est en grande partie évacuée par rayonnement et par réflexion. Il est intéressant de noter que le problème n'est pas lié aux hautes températures, mais plutôt aux basses. Pendant le fonctionnement du deuxième étage, le moteur peut s'allumer pour une durée courte seulement, par exemple. Le lanceur peut continuer alors son vol pendant jusqu'à 45 minutes avant qu'une deuxième phase de combustion n'ait lieu. À ce moment-là, la fusée se trouve hors de l'atmosphère, où les températures sont très basses.

Dans la mesure du possible, il s'agit d'essayer de travailler avec des composants en stock afin de contrôler les coûts et les délais de production. FAULHABER n'a pas eu besoin de déployer d'efforts supplémentaires pour augmenter la robustesse de ses moteurs pour l'application : l'équipe de développement a simplement commandé des produits ­standard.

Les ingénieurs ont également profité du programme de prototypage express de ­FAULHABER qui leur a permis d'obtenir très rapidement les échantillons nécessaires.

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