Wie doet wat?

Zoeken in WDW?



Dunringlagers maken grotere precisie mogelijk bij de overdracht van laserstralen

ULTRA-SLIM lagers bewijzen zich in innovatieve laserterminals

 

Met nieuwe lasercommunicatiesystemen kunnen bij aeronautische toepassingen grote hoeveelheden gegevens worden overgedragen. Zo kunnen luchtfoto's al tijdens de vlucht aan een grondstation worden overgedragen - en wel over dermate grote afstanden dat ook het heelal tastbaar dichtbij lijkt. Dat klinkt futuristisch, is echter al lang realiteit: Het bedrijf ViaLight Communications heeft de betreffende systemen marktrijp gemaakt. In de succesvolle laserterminal MLT-20 van het bedrijf zorgt een dunringlager van Rodriguez voor maximale precisie tijdens de gegevensoverdracht.

 

ViaLight Communications GmbH is een spin-off van het Duitse nationale onderzoekscentrum voor lucht- en ruimtevaart DLR en houdt zich bezig met optische communicatie in de vrije ruimte (Free-Space Optical Communications of wel FSO). Concreet ontwikkelt en implementeert het uit wetenschappers bestaande team lasercommunicatiesystemen voor de overdracht van grote hoeveelheden gegevens bij aeronautische toepassingen. "De achtergrond is dat moderne camerasystemen voor de opname van luchtfoto's een grote hoeveelheid gegevens produceren", vertelt Dr. Markus Knapek, ViaLight CEO. Als de gemaakte foto's snel voor analyse beschikbaar moeten zijn en reeds tijdens de vlucht aan een grondstation moeten worden overgedragen, vormt de communicatieverbinding vaak de bottleneck: "Tot nu toe werden deze gegevens vooral via radio-oplossingen overgedragen, die echter aan natuurkundige en regelgevende beperkingen onderhevig zijn. Daardoor zijn de overdrachtssnelheden in de praktijk behoorlijk begrenst." 

De laser-gegevensoverdrachtsystemen van ViaLight daarentegen kunnen aanzienlijk hogere gegevenssnelheden bereiken. De systemen zijn bovendien compacter en krachtiger dan klassieke radio-installaties en kunnen bovendien maar moeilijk worden afgeluisterd. Dienovereenkomstig komt de door ViaLight aangeboden technologie vooral in aanmerking voor de gebieden voorlichting en defensie, telecommunicatie en wetenschap - maar ook voor de filmindustrie zijn deze oplossingen interessant. "Tot voor kort hebben wij ons nog erop gefocust om met onze producten het concept zelf te demonstreren", aldus Dr. Markus Knapek. "Inmiddels zijn onze laserterminals echter marktrijp en zijn we gestart met de serieproductie." 

 

Betrouwbare componenten voor een innovatieve laserterminal

Voor deze nieuwe fase van marketing heeft ViaLight in 2014 gezocht naar hoogkwalitatieve componenten voor de Micro Laser Communication Terminal "MLT-20". Daarbij gaat het om een oplossing voor kleine vliegende voorwerpen, zoals drones of helikopters. Het extra compacte systeem met een gewicht van slechts 5-8 kg beschikt over een innovatief uitlijningsmechanisme, heeft weinig energie nodig en kan warmte goed afvoeren. De terminal is geoptimaliseerd voor het dynamische gedrag van beweeglijke, trillende vliegende voorwerpen; het kan gegevens overdragen met een snelheid tot 10 Gbps over een afstand van maximaal 50 km. 

De buitenaanbouw van de MLT-20 is tot een minimum beperkt en navenant klein. De sensoren en besturingsunit bevinden zich in een kleine, geïntegreerde behuizing. Het lasercommunicatiesysteem bestaat uit twee eenheden. Buiten aan het rompgedeelte bevindt zich de eenheid voor de grove uitlijning; deze wordt beschermd door een kleine glaskoepel (niet veel groter dan een kopje). Daarnaast bevindt zich een eenheid voor de fijne uitlijning in het binnenste van de behuizing: Speciale sensoren en een beweeglijke spiegel zorgen hier ervoor dat de trillingen van het vliegtuig worden gecompenseerd en de uitlijning van de laserstraal stabiel blijft.

 

Hoge eisen aan de kogellagers

De laserterminal moet het grondstation flexibel kunnen volgen om de gegevensverbinding steeds in stand te houden. De eenheid voor grove uitlijning van de MLT-20 is daarom gebaseerd op een twee-assig kantelmechanisme met directe aandrijvingen. Om de laserstralen optimaal te kunnen overdragen, moet het uitlijningsmechanisme met een extreem hoge precisie werken. Dit is wederom alleen haalbaar door de niet-lineaire wrijving binnen in het systeem zo ver als mogelijk te verminderen. "Voor de toepassing in de azimutas van de eenheid voor grove uitlijning waren wij daarom op zoek naar kogellagers die aan deze hoge eisen konden voldoen", herinnert zich Dr. Markus Knapek. "Belangrijk vonden wij vooral een hoge precisie en snelheid, weinig wrijving, kleine afmetingen en weinig gewicht."

Als sterke systeemleverancier van hoogwaardige aandrijfcomponenten kon Rodriguez GmbH helpen. In het assortiment bevinden zich namelijk onder andere ULTRA-SLIM® dunringlagers die aan de eisen van ViaLight over de gehele lijn voldoen. Deze lagers van de fabrikant Kaydon zijn in zoverre uniek dat elke serie is gebaseerd op een enkele, kleine doorsnede die met oplopende diameter van de boring constant blijft. Daarmee maken zij de compacte, gewichtsbesparende vormgeving van lagers en tegelijkertijd de uitvoering van kabels of golven door de boring mogelijk. De extra slanke lagers overtuigen door diameters van 35 tot 200 millimeter met een extra kleine doorsnede van slechts 2,5 tot 3 millimeter. In de laserterminals van ViaLight worden ULTRA-SLIM® dunringlagers met de afmetingen 60 x 66 x 2,5 mm toegepast die gemaakt zijn uit roestvrij staal. "Roestvrij staal is een goede keuze als net als bij ViaLight een uiterst hoge precisie en corrosiebestendigheid is vereist", weet Ulrich Schroth, hoofd van de afdeling Value Added Products bij Rodriguez. "Typische toepassingen van de dunringlagers zijn overigens de ruimtevaart, de halfgeleiderindustrie en de medische technologie."

 

ViaLight is zeer tevreden over de ULTRA-SLIM® dunringlagers. "Dankzij deze speciale lagers hebben wij de precisie van onze eenheid voor grove uitlijning maatgevend kunnen verbeteren", licht Dr. Markus Knapek toe. "Dat bewijzen ook veeleisende praktijktests, zoals voor het laatst op de Canarische Eilanden, waar laserstralen over een grote afstand van 145 km zijn overgedragen." Het project vond plaats in samenwerking met de European Space Agency (ESA): Tussen bergtoppen op Tenerife en La Palma is een communicatieverbinding tussen de laserterminal MLT-20 en een mobiel grondstation van de DLR opgezet. De afstand van 145 km was daarbij geen toeval: Deze komt ongeveer overeen met de afstand die een laserstraal zou moeten afleggen om vanaf de aarde het heelal te bereiken. 

 

 

« terug naar het overzicht