Nemhogy a Marsra, a Holdra sem jutunk el, ha nem értjük és használjuk a hidraulikát

Több olyan egysége is van a repülőgépeknek, amelyek működése hidraulikus rendszer nélkül elképzelhetetlen lenne. A technológia többek között segít működtetni a szárnyakat, a futóművet és a fékeket is. A rendszer nagy erőt és pontos vezérlést képes biztosítani, mindet úgy, hogy a tömege és a helyigénye is kicsi. Mindez elengedhetetlen a repülőgépek biztonságos üzemeltetéséhez.

Azt már jóval kevesebben tudják és még kevesebbek életében jelenik meg közvetlenül, de fontos: a hidraulikus rendszerek megbízhatóságára a világűrben is támaszkodnak a mérnökök. A méret ugyanis nemcsak a repülőgépeken, de az űrtechnikában is rendkívül fontos, ezért kézenfekvő választás egy ilyen megoldás használata például az űrsiklók és az űrállomások működésének vezérlésére.

Kihívások

Bár mindez egyszerűnek hangzik, a kivitelezés, hogy a hidraulikát a világűrben is használni lehessen, komoly kihívás elé állította a mérnököket. Ennek oka, hogy az űrben olyan környezeti tényezőkkel is számolni kell, mint a gravitációi hiánya, a vákuum vagy épp az óriási hőmérséklet-ingadozás. Ez utóbbi azért is rendkívül fontos, mert a hőmérséklet változásával a folyadék tulajdonságai, például a térfogata, a viszkozitása és a kenési tulajdonsága is megváltozik, így az adott eszköz sem fog úgy működni, ahogy kellene.

European Space Agency

Emellett további veszélyt jelenthet egy esetleges meghibásodás. Ha a hidraulikát működtető folyadék valahol szivárogni kezdene, azt az űrállomáson a gravitáció hiánya miatt nagyon nehéz lenne felfogni.

Megoldás

Hogy a fent felsorolt tényezők ne jelentsenek problémát, több olyan berendezéssel is el kell látni a hidraulikus eszközt, ami segít kivédeni a felmerülő gondokat.

Ahhoz, hogy a folyadék ne fagyjon meg, elektromos fűtőberendezésekkel szerelték fel a mérnökök a rendszert. Ez segít folyamatosan melegen tartani a benne lévő folyadékot, így kicsi az esély, hogy emiatt az adott eszköz meghibásodjon.

Emellett rendkívül fontos, hogy szervovezérlést használjanak az aktuátor – vagyis szelepmozgató – mozgásának pontos szabályozásához.

A tervezőknek szintén szem előtt kell tartaniuk, hogy a gravitáció hiányában külső gáznemű nyomásforrást kell csatlakoztatniuk a hidraulika folyadékját tartalmazó tartályhoz, hogy megakadályozzák a vákuum kialakulását, ezzel pedig biztosítsák a szivattyú állandó szívóhatását. Bár ezek költségesek, de technológiailag megoldható problémák.

Még egy nehézség

Bár a fenti problémák sem tekinthetők mellékesnek a hidraulikus rendszereknél, az igazi kihívást a napelemek által előállított energia korlátozott, de hatékony felhasználása jelenti.

A hidraulikus rendszer hatásfoka alacsonyabb az egyenáramú szervomotorénál, és a hidraulikus rendszerekben többletenergiát használnak fel, hogy a folyadékot az üzemi hőmérsékleti tartományban tartsák. Ennek ellenére a korlátozott napelem-kapacitások miatt egy űrsikló esetében a hidraulika az egyetlen lehetőség – az ugyanis nem működhet hidraulikus rendszerek nélkül.

Az űrrepülőgépek három különböző, független hidraulikus rendszert használnak tartalék áramfejlesztőként. Ezek a rendszerek úgy vannak összekapcsolva, hogy egy rendszer meghibásodása esetén a maradék kettő az összes szelepmozgatót 50 százalékos teljesítménnyel tudja működtetni.

NASA

A NASA űrjárműveiben három független hidraulikus rendszer található, amelyek hidraulikus energiát biztosítanak a pozícionáláshoz. Ezek célja, hogy

• biztosítsanak tolóerővektor-vezérlést mindhárom fő hajtómű számára,
• szabályozzák a kormányzást és a fékezés sebességét,
• segít kioldani a futóműveket.

A szakemberek ezért úgy látják, hogy a hidraulika nemcsak, hogy alapvető szerepet tölt be az űrjárművek működésében, de kritikus fontosságú a küldetések elvégzésénél is.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.