מסבים רגילים משמשים במגוון רחב של יישומים חלליים כדי לעזור להשיג יעילות דלק טובה יותר, להאריך את מרווחי התחזוקה ולהפחית את פליטת הפחמן. יישומים אלה כוללים התקנה במערכות כנפי מטוסים (דפים, ספוילרים ופסלים), בקרות טיסה, בקרות תא הטייס, יחידות כוח עזר, ציוד נחיתה, מערכות דלתות וחללי פנים מטוסים (מושבים, פחים, תפסים ונקודות ציר). "למסבים הרגילים שלנו יש אפילו טביעת רגל על מאדים," אמר ברט ריצ'י, מנהל החשבונות האסטרטגיים בחלל האווירי GGB בצפון אמריקה. "הפועלים בטמפרטורות שבין -200 מעלות צלזיוס ל -280 מעלות צלזיוס, המסבים הפשוטים שלנו שימשו כמרכיבי ההשעיה העיקריים בזרוע הקידוח הרובוטית של מארס רובר הסקרנות של נאס"א מאז 2012."
לא פחות מרשים, כל היישומים הללו מוגשים על ידי שני סוגים של מיסבים פשוטים: מתכת פולימר וסיבים מורכבים (FRC).
מיסבים מתכתיים ופולימרים
מסבי מתכת-פולימר מורכבים מגב מתכת חיצוני עם מבנה פנימי ברונזה נקבובי המצופה בטנה פולימר-שרף. כל חלק במבנה זה תורם למאפיינים הכלליים של מסבים אלה: אניה פולימרית מספקת תכונות סיכה עם חיכוך ובלאי נמוכים; המבנה הפנימי של הברונזה מספק את המנגנון להכיל את אניה הפולימר תוך העברת עומס וחום; והגיבוי המתכתי מספק חוזק מכני. מסבי מתכת-פולימר מיוצרים בשני סוגים: סיכה עצמית ושומנים מראש.
למסבים לשימון עצמי יש אניה חלקה מבוססת PTFE המועברת למשטח ההזדווגות במהלך הפעולה ויוצרים סרט סיכה. זה מביא לבלאי טוב מאוד וביצועי חיכוך נמוכים לאורך מגוון רחב של עומסים, מהירויות וטמפרטורות בתנאי ריצה יבשים. מסבים משומנים מראש משתמשים בחומרים שונים עבור אניה זו וכוללים אטמים עגולים הממולאים בשומן לפני ההפעלה.
"מסבי פולימר מתכת עם סיכה עצמית הם המוצרים הפופולריים ביותר של GGB עם תעשיית התעופה והחלל - במיוחד ה- DU-B", אומר קים אוונס, אחד מהנדסי היישום והחלל של GGB. "הייתי אומר שזה הסטנדרט בתעשייה עבור תמוכות הילוכים לנחיתה של מטוסים."
מסבים מורכבים מחיזוק סיבים (FRC)
מסבי FRC מורכבים מתוח סיכה עצמי המגובה על ידי פיברגלס מפולסים בעלי חוזק גבוה. כדי להבטיח שהם מתאימים למגוון יישומים, מסבי ה- FRC משתמשים בשתי צורות שונות של ספינות: סיבים וקלטות. אניה סיבית מציעה עמידות בפני שחיקה גבוהה ויכולת משופרת להתמודד עם זעזועים והתאמה לא נכונה. בגלל תוכן PTFE גדול יותר, אניה קלטת מציעה גם יכולת מהירות גבוהה יותר ויכולות עיבוד משופרות. ללא קשר לתוחם, כל מסבי ה- FRC משמנים את עצמם באמצעות שימוש בחומרי סיכה יבשים. שיטת שימון זו מביאה למקדם חיכוך נמוך, שיעורי בלאי נמוכים ומרווחי תחזוקה מורחבים, מכיוון ששימון מחדש אינו מיותר. בנוסף, מסבי ה- FRC מסוגלים לפעול במגוון רחב של טמפרטורות והם עמידים גם בפני חומצות, בסיסים, תמיסות מלח, שמנים, דלקים, אלכוהולים, ממסים וגזים.
מסבי FRC יכולים להיות בעלי תוחם הסיכה העצמי בקוטר הפנימי או החיצוני ויכול להכיל אוגנים או חריצים עם או בלי אניה גם כן. מכונות כביסה, צלחות וצורות מותאמות אישית FRC זמינות גם לשרת יישומים שונים. "הרב-גוניות והמפרטים של מוצרי FRC אלה הופכים אותם לבחירה מצוינת עבור יישומי עומס כבד, מהירות נמוכה, מתנדנדים", אומר יורי קלפח, מנהל מוצר ה- FRC של GGB.
ייצור מיסבים רגילים
מסבי מתכת-פולימר מיוצרים באמצעות סדרה של טכנולוגיות המשלבות גיבוי מתכת פלדה או ברונזה, אבקת ברונזה ומעטפת פולימר. כדי להתחיל, סליל מתכת מגובה מוזן דרך מכונה המורידה אבקת ברונזה לצד אחד באמצעות חום - תהליך המכונה "sintering". לאחר מכן מתקרר הרצועה המסוננת ומוכן לספוגה. הספגה היא יישום של אניה פולימרית על רצועת הסינטר וניתן לעשות זאת עם הפולימר בצורת פטריות או קלטת. לדברי אוונס, "עבור מסבים משומנים עצמיים של GGB, זרוע מכנית מפילה את הפולימר על רצועת הסינטר, אותה מגולגל החוצה דרך מכונות במורד הזרם ליצירת תוחם סיכה עצמי. ספינות נושאות משומנות מראש של GGB מיוצרות בעזרת סרט פולימר המוחל ישירות על רצועת הסינטר. "
תהליך ההספגה של שתי צורות הפולימר כולל סדרה של פעולות גלגול, חימום וקירור של טחנות, במטרה ליצור רצועת מתכת-פולימר בעלת פני שטח חלקים. לאחר הספגה, הרצועה גמורה ומפותלת לעיצוב מאוחר יותר למוצרים נושאים. כפי שמסביר אוונס, "תהליך עיצוב זה עושה שימוש בלחיצת רול או לחיצה, תלוי בגודל הנושא, כדי ליצור מוצר חלק בצורת גליל."
מסבי FRC מיוצרים בתהליך מתפתל המשתמש במכונות סלילה אוטומטיות. עבור מסבים עם התוחם בקוטר הפנימי, יש להחיל תחילה את חומר האונייה על אורך הדלת. למוצרי אניות פצעים, הדבר נעשה על ידי מכונה מפותלת המוזנת ברציפות מיתרי סיבים בעלי חוזק גבוה עטופים שרף אפוקסי משומן פנימי. במוצרי אניה קלטת, קלטת PTFE מוחלת על הדוד. לאחר החלת אניה בסיסית זו, גיבוי הפיברגלס מתפתל סביב הדלת באמצעות מכונות סלילה אוטומטיות. ברגע שגיבוי זה מגיע לעובי הנדרש, הוצא את הבורג ומרפא אחר כך בתנור. תהליך זה מקשה את התפתללות סביב הדלת לצינור מוצק. בשלב זה, הקוטר הפנימי חלק ומוגמר ואילו הקוטר החיצוני מחוספס וגודל גדול. כדי לסיים את הקוטר החיצוני הוא נטחן לגודל הסופי הרצוי. לאחר מכן חותכים את הצינור לייצור מיסבים מוגמרים מרובים שקצותיהם נעשים לפי הצורך. "אורך וקוטר המנדלים המשמשים בתהליך זה יכולים להשתנות," אומר קלפח, "כדי להשיג ממדים שונים על בסיס צורך הלקוח."
המגמה לקראת מסבים לשימון עצמי
כאמור, רבים מהדגמים הנושאים רגיל משמשים ליישומי חלל - רובם בעלי סיכה עצמית. מסבי סיכה עצמית משתמשים בחומר סיכה יבש מיושם מראש, בדרך כלל PTFE, במקום חומרי סיכה נוזליים מסורתיים. חומרי סיכה יבשים אינם דורשים יישום מחדש ולכן הם כרוכים בפחות תחזוקה מאשר מסבים מסורתיים. זה הופך אותם ליעילים במיוחד ביישומים שבהם תחזוקה של שימון מחדש תתגלה כקשה. חומרי סיכה יבשים מסוגלים לפעול גם בתנאים בהם חומרי סיכה נוזלים אינם יעילים, כמו למשל סביבות הרגישות לגזים מאכלים, לכלוך ואבק; טמפרטורה גבוהה; טמפרטורות קריוגניות; קְרִינָה; לחצים קיצוניים; או שקעים - כולם מפגעים בתעשייה האווירית. בשל היתרונות הללו, אין זה מפתיע שמסני סיכה עצמית משמשים מעל מסבי מתכת מסורתיים גם כאן על פני כדור הארץ וגם מעבר לכך ביישומים הבאים:
בתקעי ציוד הנחיתה של מטוסים,או בולמי זעזועים, היכן שהם מבטלים את פיצוח הסולם ונזקי חום על משטח המוט. מסבי DU-B של ברזל מגובה הברונזה של GGB נבחרו על ידי אחד מיצרני המטוסים המסחריים המובילים בעולם שישמשו בכל הייצור הנוכחי של יתמי הנחיתה שלהם בגלל יכולות העומס הגבוהות שלהם, עמידות בפני קורוזיה וחיי רכיב מוגברים.
בתמיכה קרקעית של מטוסים,הדורש ציוד אמין כדי להבטיח טיסות יוצאות בבטחה ובמועד. לדברי קלפח, "ה- HSG של GGB [GAR-MAX בעל חוזק גבוה®] מסבי FRC נמצאים ביישומים מסוג מעלית מספריים, המטפלים בעומסים משמעותיים במהלך פעולות לסירוגין, לעיתים קרובות תוך חשיפה לתנאים סביבתיים קשים. " מיסב מסוג זה מציע חוזק דחיסה אולטימטיבי של עד 620 מגפ"ס (90,000 PSI) וחיכוך עקבי יותר מאשר מסבי ברונזה משומנים - עם היתרון הנוסף להיות גם שחיקה וגם עמיד בפני קורוזיה. זה עוזר להאריך את מרווחי התחזוקה ולשפר את היעילות של שירותי תמיכה קרקעית של מטוסים.
ברובי הסקרנות של נאס"א,המאדים רובר הגדול והמצליח ביותר עד כה. כפי שאומר ריצ'י, "תרגיל הזרוע של סקרנות דרש מיסבים שיכולים לעמוד בטמפרטורות המאדים הקשות - שנעו בין -153 ° C ל- 20 ° C - והאטמוספרה. DU®המסבים נבחרו בגלל התנגדות השחיקה הגבוהה שלהם, יכולתם לפעול בנוחות בטמפרטורות של מאדים, ועמידותם בפני אבק ופסולת. " פעולת תרגיל הזרוע הזו הייתה קריטית לגילוי שלפני מאדים היו תנאים המתאימים לחיים מיקרוביאליים.
GGB עבדה גם עם חברת איירבוס, מסוקי איירבוס, בואינג, לוקהיד מרטין, חברות טיסות חלל פרטיות, הצבא, ויצרני מטוסים פרטיים אחרים כדי ליצור פתרונות בהתאמה אישית לצורכי הנושא שלהם.
פתרונות נושאי מישור מספקים לתעשיית החלל והפחתת משקל וחלל, יעילות אנרגטית משופרת, חוזק ובטיחות משופרים, וטמפרטורות פעולה מוגדלות ליישומי הקרקע, האוויר והחלל החיצון שלה.