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Der Antrieb zur Erfüllung Ihrer Mission

23 Jun 2021
Kollmorgen Experten

Stabilisierende Plattformen in elektro-optischen/Infrarot-Systemen wie Satellitenverfolgungsstationen, Laserwaffensystemen, ferngesteuerten Waffenstationen, ballistischen Verfolgungssystemen und ähnlichen Anwendungen müssen Ziele auch angesichts von Erschütterungen durch Landfahrzeuge, Flugturbulenzen oder angesichts den unwirtlichen Bedingungen des Weltraums schnell erfassen und zuverlässig halten.

Allerdings kann nicht für alle Anwendungen die gleiche Plattform verwendet werden. Je nach Einsatzort benötigt die stabilisierende Plattform einen Motor, der für die fordernden Umgebungsbedingungen ausgelegt ist. Der Motor, der die Plattform antreibt, hat seine eigenen spezifischen Leistungs- und Konstruktionsanforderungen. Abhängig von der Umgebung gehören zu den Konstruktionsüberlegungen unter anderem:

  • Hohe Drehmomentdichte beziehungsweise ein hohes Drehmoment pro Volumen bei relativ niedrigen Drehzahlen.
  • Robuste Konstruktion für zuverlässige Leistung auch unter extremsten Bedingungen.
  • Gehäuselose Motoren, die für die direkte Integration in die Plattform entwickelt wurden und ein extrem hohes Drehmoment und Ansprechverhalten auf kleinstem Raum bieten.

Auch wenn die Zielsetzung dieselbe ist – das Erfassen und Halten von Zielen – die Umgebungsvariablen haben einen großen Einfluss auf die Auswahl, Konstruktion und Implementierung eines Motors für eine stabilisierende Plattform.

An Land und auf See

On Land and Sea

In einer sich hochdynamisch ändernden Umgebung benötigen Systeme zur Orientierung, Verfolgung und Zielerfassung eine Plattformstabilisierung gegen unvorhersehbare Erschütterungen, Vibrationen und Stöße. Schiffsgestützte Systeme müssen außerdem mit unterschiedlichen Seegangsverhältnissen zurechtkommen. Wann immer diese Bewegungen den Sensor oder die Waffe von ihrem Ziel ablenken, sind der Erfolg der Mission und die Sicherheit der Besatzung gefährdet.

In optischen Überwachungs-, Verfolgungs- und Zielsystemen können digitale Algorithmen eingesetzt werden, um Bilder künstlich zu stabilisieren. Jedoch bedingt dies mehrere technische Einschränkungen und ist sowohl leistungs- als auch bandbreitenintensiv. Der beste Ansatz ist die Korrektur von Fehlern durch das elektromechanische System, wodurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Bildbearbeitung minimiert wird. Die Stabilisierung der Komponenten der Sensorplattform gegen die Kräfte, denen Landfahrzeuge ausgesetzt sind, erfordert Motoren mit extrem hoher Drehmomentdichte.

Motoren mit hoher Drehmomentdichte und hohem spezifischem Drehmoment arbeiten auch angesichts sehr dynamischer Bewegungen reaktionsschnell und zuverlässig. Antriebssysteme, die eine Plattformstabilisierung unterstützen, können Positionsfehler durch gleichmäßige und präzise Bewegungen in Echtzeit korrigieren und gleichzeitig den Bedarf an zusätzlicher digitaler Bildbearbeitung minimieren.

In der Luft

In the Air

Hubschrauber, Starrflügleflugzeuge und unbemannte Luftfahrzeuge benötigen stabilisierende Plattformen zur Navigation, Überwachung und Zielerfassung. Diese Plattformen müssen enormen Kräften entgegenwirken wie sie durch Beschleunigung, Abbremsung und Steuerung sowie durch unvorhersehbare Erschütterungen aufgrund von atmosphärischen Turbulenzen entstehen.

Im Vergleich zu land- und seegestützten Systemen müssen luftgestützte Systeme jedoch mit einem sehr begrenzten Energiebudget arbeiten, das sie sich mit den zahlreichen anderen Steuerungssystemen des Flugzeugs teilen. Die Gesamtgröße und das Gewicht der Plattform und ihrer Bewegungskomponenten müssen ebenfalls auf ein praktisches Minimum beschränkt werden. Diese Einschränkungen in Bezug auf Größe, Gewicht und Leistung erfordern hochspezialisierte, kompakte Antriebssysteme, die perfekt zur Anwendung passen.

Außergewöhnliche Drehmomentdichte sowie eine sanfte und reaktionsschnelle Regelung bei einer kompakten Baugröße ist für luftgestützte Anwendungen unerlässlich. Unter diesen Bedingungen sind Torquemotoren eine ideale Lösung, da sie für maximale Drehmomente in kompakten, leichten Niederspannungsanwendungen optimiert sind.

Im Weltraum

In Space

Mit extremen Beschleunigungskräften, Temperaturen von nahe dem absoluten Nullpunkt bis zu Hunderten Grad Celsius sowie intensiver Strahlung und Druck müssen stabilisierende Plattformen unter den härtesten vorstellbaren Bedingungen zuverlässig funktionieren. Die Ausgasung von Materialien bei subatmosphärischen Drücken muss ebenfalls minimiert werden.

Auch wenn die Plattform nicht den Erschütterungen anderer Umgebungen ausgesetzt ist, müssen die Motorwicklungen und -materialien extremen Bedingungen standhalten, die an Land, auf See oder in der Luft nicht vorkommen. Bei der Auswahl eines Motors für eine stabilisierende Plattform im Weltraum müssen Sie die folgenden Aspekte berücksichtigen:

  • Spezielle Wicklungen
  • Isolationssysteme
  • Zuleitungsdrähte
  • Klebstoffe
  • Magnetlegierungen

Für jede Mission: Kollmorgen

For Every Mission: Kollmorgen

Mit mehr als 70 Jahren Erfahrung in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungswesen unterstützt Kollmorgen Sie bei der Entwicklung und dem Bau von stabilisierenden Plattformen, die auch unter extremsten Bedingungen funktionieren. Wir bieten Unterstützung vor Ort, schnelle Produktionsanläufe und eine langfristige, nachhaltige Lieferkette. Auf Kollmorgen können Sie sich während der gesamten Laufzeit Ihres Projekts verlassen.

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Über den Autor

Kollmorgen Experten

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Dieses Blogthema wurde in Zusammenarbeit von Motion- und Automationsexperten bei Kollmorgen erstellt, darunter Ingenieure, Customer Service - Mitarbeiter und Applikateure. Gerne helfen wir auch bei Ihrem Projekt.

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