- Ipar
FUCHS AZ ŰRBEN
Az űrkutatás óriási fejlődésen ment át az elmúlt évtizedekben. Már a múlté az a megközelítés, amikor csak állami finanszírozással lehetett az űrt kutatni.
Ma már magáncégek egymással vált vetve térképezik fel a Nagy Ismeretlent kisebb és nagyobb műholdakkal és űrhajókkal. A növekvő számú szereplő, a számos új küldetés és a műholdak gyakoribb használata miatt az újszerű űripari kenőanyagok iránti igény egyre nő.
2020-ban lett a FUCHS-csoport tagja a Nye Lubricants, ami több mint hat évtizede foglalkozik az űrben használható speciális kenőanyagok fejlesztésével és gyártásával. Ezzel a cégcsoportnak új növekedési irányokat nyitott meg – immáron a Földön kívül is.
KOZMIKUS ZSÍROK
Jogos a kérdés, hogy mi köze van a kenőanyagoknak az űrtechnológiához. Nagyon is sok! Az ismeretlen földöntúli vidékeket felfedező robotoknak ugyanúgy megbízhatóan kell működniük, mint a „hétköznapi” iparban használt berendezéseknek.
Az előbbi esetben viszont a kenőanyagok használatának körülményei sokkal összetettebbek, és teljesen új követelményeket jelentenek a velük szemben.
Az űrtechnikai alkalmazásokhoz használt kenőanyagoknak nemcsak az alkatrészek élettartamát kell meghosszabbítaniuk, hanem az optikai alkatrészeket is védeniük kell, gátolniuk kell a szennyeződések lerakódását és megfelelő mozgásszabályozást kell biztosítani. Komoly kihívás olyan kenőanyagokat fejleszteni, amelyek mindezen kritériumoknak megfelelnek.
Vannak azonban olyan gyártók, akik számára az ilyen kihívások jelentik a fejlődés motorját. Ilyen például a Nye Lubricants, amely 2020-ban lett a FUCHS-csoport tagja. A nagy múltú cég már számos űrmisszióban vett részt. A Nye több mint 65 éve dolgozik együtt vezető űrszervezetekkel. Fejlesztőcsapatuk az űrbe küldött berendezésekben felhasznált kenőanyagok legkorszerűbb formuláit fejleszti. A Nye kenőanyagokat először a Mercury küldetésen használták 1963-ban. Mára termékeik kulcsszerepet játszanak a Nemzetközi Űrállomás, a GOES-R műholdak és a James Webb Teleszkóp alkatrészeinek kenésében. A Mars Perseverance Rover és a Curiosity Rover pedig a NyeBar® Barrier Film nevű terméket használja a csapágyzsír kijutásának megakadályozására a rover árbockamerájában. Ez felgyorsítaná a kopást, és végső soron a kamera mozgástartományának csökkenéséhez vezetne, tovább veszélyeztetve minden olyan optika működését, amit a zsír beszennyezhetne.
MIÉRT NEHÉZ A GÉPEK MŰKÖDÉSE AZ ŰRBEN?
Az embernek egy idegen bolygón való túléléshez speciális felszerelésre és egy sor technikai eszközre lenne szüksége. Akkor miért feltételezzük, hogy a gépeknek nincs szükségük hasonlókra? Igaz ugyan, hogy nem kell lélegezniük, és általában sokkal nehezebbek, de végül is az űrben a körülmények mindenki és minden számára rendkívüliek.
A következő szempontokat kell figyelembe venni az űrben használható kenőanyag fejlesztésekor annak érdekében, hogy az alkatrészek megbízható teljesítményét biztosítsuk az egész élettartamuk alatt:
- a szélsőséges hőmérsékletekkel szembeni ellenállás,
- működés vákuumban,
- az illékony részecskék kis mértékű képződése,
- alacsony gázkibocsátás,
- várhatóan hosszú élettartam.
Az űriparban, mint minden más iparágban, a megbízhatóság kulcsfontosságú. Az ipari gépekkel vagy gépkocsikkal ellentétben azonban, amelyek újra üzembe helyezhetők, az űreszközöknél nem fordulhat elő hiba vagy üzemzavar. Ezek kijavítása gyakran nem is lehetséges, de ha mégis, akkor az komoly, gyakran több milliárd dolláros pénzügyi veszteséget is okozhat. Az óriási költségek miatt a kiválasztott terméknek egy sor vizsgálaton kell átesnie, és megbízhatónak kell bizonyulnia.
„Egy űrben használandó kenőanyag fejlesztésekor azt kell biztosítani, hogy az alkatrészek a berendezés teljes élettartama alatt megbízhatóan működjenek.”
DR. JASON GALARY, NYE’S DIRECTOR OF RESEARCH, DEVELOPMENT, AND INNOVATION
HOGYAN TESZTELHETŐ?
A normál földi körülmények közötti gyártási technológiák már jól ismertek, és az új termékek tesztelése maga is bevált gyártási eljárások és szabványok alapján történik. Sokkal összetettebb probléma az, amikor földi körülmények között kell tesztelni az „űrbeli” működési viszonyokat.
Hogyan lehet megjósolni egy alkatrész viselkedését a Marson, ha a kísérletet a Földön végzik?
A Nye technológusai erre a kérdésre is tudják a választ. A 2019-ben létrehozott, saját fejlesztésű Vákuum Repülőgép- és Félvezető Tesztlaboratóriumban (VAST) a vákuumos alkalmazások kenőanyagait ellenőrzött környezetben alakítják ki és validálják. Minden a Nye mérnökei által tervezett és épített speciális kamrákban történik, amilyen egyetlen konkurens cégnek sincs. Ez a vállalat egyik különlegessége. Az egyedülálló tesztberendezéseknek köszönhetően a kenőanyagok és alkatrészek az űrben uralkodó szélsőséges körülményeket szimulálva vizsgálhatóak.
Más tesztberendezések, mint például a Nye’s Spiral Orbit Tribometer (SOT), amely a NASA-Glenn Kutatóközpontban kifejlesztett tribometriás módszerre épül, az ügyfél által szállított alkatrészek tesztelésére alkalmas, szimulálva a kenőanyag viselkedését egy adott alkalmazásban. A SOT segítségével a mérnökök megjósolhatják a kenőanyag relatív élettartamát. Ez a teszt egy tolócsapágyat szimulál, és a kapott eredmények jelzik a kenőanyag kopását, degradációs sebességét és élettartamát.
ROVER NYE TÁMOGATÁSSAL (ESETTANULMÁNY)
Ön még mindig kételkedik abban, hogy a javasolt megoldások valóban működnek az űrben? Ha igen, akkor bemutatunk egy esettanulmányt egy nem mindennapi küldetésről, a NASA Curiosity Rover marsjáróról.
A híres marsjáró tervezésekor a NASA-t aggasztotta, hogy az árbockamerához közel található csapágyzsír egy idő után elmozdul. Ez a folyamat kiszoríthatja a kenőanyagot a csapágy felületéről, ami idő előtti kopást okozhat, és a mozgástartományt is korlátozhatja. A NASA-nak a küldetés veszélyeztetésének elkerülése érdekében olyan terméket kellett találnia, amely megakadályozza ezt a jelenséget. További követelmény volt az is, hogy rendkívül alacsony hőmérsékleten gáz- és illékony részecskék kibocsátása nélkül működjön, így azok lecsapódva ne párásítsák be a kamera lencséjét.
A kifejlesztett termék túlszárnyalta az elvárásokat. Bebizonyosodott, hogy az innovatív NyeBar® Barrier Film, egy speciális védőréteget képezve hatékonyan szabályozta a kenőanyag-vándorlást és megakadályozta a korróziót mindkét Mars Curiosity Rover modellben. Mi több, a termék annyira hatékony volt, hogy a NASA úgy döntött, hogy a Mars Perseverance Rover projektben is használni fogja.
Gus Flaherty (bal oldalon) and Dr. Jason Galary (jobb oldalon) a Nye űrkísérleteinek vezetői.
Nye Lubricants székháza Fairhaven-ben, Massachusetss államban.
A JÖVŐ
Az űripari kenőanyagok iránt mutatkozó igény folyamatosan növekszik. A küldetések egyre gyakoribbak, jelentőségük egyre nagyobb, ezért a speciális igényeket kielégítő innovatív kenőanyagok iránti igény is folyamatosan növekszik. És pontosan ezt a rést célozzuk meg.
A Nye Lubricants, bár a FUCHS-csoport friss tagja, több mint 175 éve a minőség szinonimája a kenőanyagiparban. Ez egy lenyűgöző hagyományokkal és talán még lenyűgözőbb űripari know-how-val rendelkező márka.
Egyedülálló az, hogy a Nye kivételes technológiai szakértelme mellett a tervezési területen is az ügyfelek partnereként vesz részt. Az akvizícióval és a Nye csapatával jelentősen megnőtt a FUCHS kutatás-fejlesztési kompetenciája, így ellátási láncunkkal és piaci lefedettségünkkel hatékonyan szolgálhatjuk ki vevőinket.
Keith Brewer, vezérigazgató FUCHS Lubricants CO. (USA)
„A Nye-révén a FUCHS ügyfelei világszerte a speciális kenőanyagok széles választékát tudják most már elérni. A cégcsoport alá tartozó vállalatok számos azonos iparágat, piaci szegmenst és ügyfelet szolgálnak ki, de különböző alkalmazási területeken. Az autóiparban a FUCHS OEM-üzlete elsősorban „first-fill” és „Genuine Brand” (saját márkás) termékeket, például motorolajat, sebességváltófolyadékot, lengéscsillapító folyadékot, valamint zsírokat fejleszt, gyárt és értékesít. A Nye a FUCHS portfólióját „Lube-for-Life” termékekkel egészíti ki, azaz olyan kenőanyagokkal, melyek élettartamkenést biztosítanak. ”
George Mock, elnök, Nye Lubricants
Szerző
