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Boeing négocie avec la NASA sur la future production de SLS Core Stage

Maintenant que le premier de la NASA

Avec les commandes à long terme passées, il devrait y avoir suffisamment de marge pour produire la scène de fusée à temps pour voler Artemis 3 d'ici la date limite de décembre 2024; cependant, avant que ces travaux puissent accélérer un nouveau contrat entre l'agence et l'entrepreneur doit encore être convenu. La NASA a décidé à la fin de l'été dernier de confier à Boeing un contrat de production et d'évolution pour les futurs Core Stages et les négociations sur les conditions devraient se poursuivre pendant une grande partie de 2020.

Fort de l'expérience d'une construction complète à son actif et de l'amélioration de la qualité de la production jusqu'à présent de la deuxième phase de base, Boeing espère obtenir le feu vert pour établir une chaîne d'approvisionnement et une ligne de production autour de ses outils existants et passer à la vitesse supérieure. un taux de production d'une unité tous les huit mois, ou de trois étapes principales tous les deux ans. Pour l'instant, Core Stage-2 est le dernier sous contrat avec une livraison actuellement prévue au printemps 2022.

Application des leçons apprises au second plan de construction et de production

Avant même que la première construction ne quitte l'usine plus tôt ce mois-ci, Boeing incorporait les leçons apprises à la production du deuxième article de vol qui volera en tant que partie du véhicule SLS pour le vol d'essai lunaire Artemis 2. Le maître d'œuvre utilise également les connaissances acquises lors de la construction pour planifier la production des futurs noyaux.

« L’agence et le programme ont été frustrés en raison du manque de progrès et de notre incapacité à respecter le calendrier », a récemment déclaré John Honeycutt, responsable du programme SLS de la NASA. «Cela dit, bien que je sache parfaitement que nous construisions le système pour construire un grand nombre de ces étapes principales et que nous mettons le système en parallèle avec la construction de la première.»

« Chaque fois que vous effectuez des opérations pour la première fois, a) vous allez lentement pour vous assurer de bien faire les choses et b) les choses peuvent mal tourner », a expliqué John Shannon, vice-président et directeur de programme de Boeing pour SLS, lors du déploiement du premier Core. de l’usine le 8 janvier. «Jusqu’à la veille du [déploiement], nous faisions des choses que nous n’avions jamais faites auparavant, ces premières opérations.»

Crédit: NASA / Tyler Martin.

(Légende photo: le Core Stage-1 sort de l'usine de Michoud le 8 janvier avec une grande partie de l'équipe de production qui l'a assemblé et testé à proximité. Dans cette vue aérienne d'un drone, la scène est également flanquée des bâtiments où elle se trouvait. Le bâtiment 110 est la baie haute où se produisent la fabrication, l'assemblage et d'autres traitements verticaux. À gauche derrière les ouvriers, le bâtiment 103 est l'endroit où les éléments de la scène ont été équipés pour la première fois de l'électronique, du câblage et des pièces mobiles, puis où l'assemblage final horizontal a eu lieu. Dans la distance à l'extrémité est du bâtiment 103, le plus récent bâtiment à grande hauteur 115 est également utilisé par SLS pour le soudage structural initial.)

Avant que Boeing ne puisse démarrer complètement la production au MAF, de nouveaux outils devaient être construits pour assembler les structures de la grande fusée de l'équipage; pendant la production, des instructions de travail pour assembler l'équipement devaient être établies. Les choses ont mal tourné dans les deux domaines.

«Les problèmes qui nous ont amenés à avoir deux ans de retard étaient liés au nouvel outillage que nous avons utilisé pour souder le véhicule ensemble et à certains problèmes que nous avions avec ce processus», a déclaré Shannon. « Nous n’avions jamais fait de soudage par friction-malaxage pour des matériaux aussi épais et nous en avons tiré quelques leçons et je suis heureux de dire que la deuxième étape principale s’est parfaitement déroulée sans aucun problème, nous avons donc surmonté ce problème. »

« L’autre problème qui, je pense, nous a causé quelques difficultés est que nous avons vraiment sous-estimé la complexité de la construction de la section du moteur, qui est le bas de la fusée qui contient tous les éléments de propulsion et tous les éléments TVC et hydrauliques », a-t-il ajouté.

En plus de l'assemblage et de l'intégration du premier article de vol, des articles de qualification structurelle ont été assemblés au MAF pour des tests structurels effectués dans le cadre du programme SLS

« Après des revues d’action, nous avons des cartes de flux de valeur, nous organisons des événements après », a déclaré Amanda Gertjejansen, directrice des opérations Core Stage-1 pour Boeing. «J’ai une équipe VST, une équipe de flux de valeur.»

« Ils sont un petit groupe qui est assis sur le sol et ils capturent simplement les leçons apprises et les actions correctives pour l’avenir. Il y a une qualité et un ME et un IE dans l’équipe, un ingénieur qualité, un ingénieur de fabrication et un ingénieur industriel. « 

«L’ingénieur de fabrication va comprendre le problème, puis l’ingénieur industriel va comprendre le flux et gagner du temps de le faire ou si cela en vaut la peine, [si] le correctif vaut les économies qu’il va nous donner , » elle a expliqué. « [Notre] équipe d’assemblage final, nous allons tous nous asseoir dans une pièce avant d’aller à Stennis pour une journée. Nous l’avons fait tout au long de [la construction] pour nous assurer de capturer «si j’avais ce genre d’outil, cela l’aurait un peu amélioré.»

Crédit: NASA.

(Légende photo: les trois sections restantes du Core Stage-1 en avril 2019, dans la zone d'assemblage final SLS au MAF; de gauche à droite, la jonction avant, le réservoir LH2 et la section moteur / boattail. L'orientation et La séquence d'assemblage final de ces éléments a été un changement tardif qui a permis d'économiser plusieurs mois sur le calendrier. Boeing prévoit le même assemblage final horizontal pour le Core Stage-2.)

Avec la construction du deuxième Core passant de l'assemblage à l'intégration, la NASA a déjà constaté une amélioration évidente de l'efficacité et de la qualité du travail.

« Juste la section du moteur, le taux de main-d’œuvre diminue de 40% et c’est la partie la plus complexe. Les heures de reprise, elles se sont améliorées de 97%. Les heures de travail de référence ont diminué de 40%. »

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« Donc, vous voyez déjà avec seulement Artemis 2, vous voyez une énorme amélioration », a ajouté Morhard. «Est-ce que ce sera toujours comme ça? Non, à un moment donné, ça s’aplatira aussi. Nous sommes maintenant dans la phase de montée en puissance et nous espérons que nous allons commencer à voir la courbe en cloche, nous allons être à l’autre bout de celle-ci. « 

Shannon a expliqué que l'équipe a maintenant l'expérience d'une construction complète et que les leçons apprises ont été appliquées aux travaux déjà effectués pour le deuxième véhicule.

«Au fur et à mesure que nous construisions les articles de test structurel (STA), au fur et à mesure que nous construisions la première étape principale, l’équipe a non seulement appris à faire différentes choses, mais l’outillage a été perfectionné pour effectuer ces tâches.» En plus d’apporter des modifications à la l’outillage pour le soudage et le boulonnage des éléments de la structure de la fusée entre les première et deuxième constructions, une partie de l’infrastructure du MAF a été mise à niveau pour améliorer l’efficacité; par exemple, de meilleurs contrôles environnementaux ont été ajoutés pour étendre les fenêtres de travail pour les tâches avec des exigences de température et d’humidité et des délais.

« Et puis, il y a beaucoup de choses banales », a ajouté Shannon. «Nous avons passé beaucoup de temps à percer des trous la première fois que nous avons construit Core Stage-1 et vous pensez que cela ne devrait pas prendre longtemps, mais nous avons mis tous ces supports pour tous ces faisceaux de câbles et nous forons un trou pour chacun d’eux de celles. Nous avons appris dans quelle séquence effectuer ce forage pour une efficacité maximale. »

«Nous avons également appris à construire de nombreux sous-systèmes à partir du véhicule, puis à les faire voler littéralement avec une grue dans le véhicule», a-t-il déclaré. « Nous n’avons pas les contraintes de » je ne peux avoir que dix personnes à l’intérieur de la section moteur. «  »

«Je peux avoir cinquante personnes travaillant sur des sous-systèmes en dehors de la section moteur. Lorsque leur partie particulière est terminée, nous la récupérons avec une grosse grue et nous l’abaissons dans la section du moteur et nous l’installons et c’est un moyen beaucoup plus rapide de le faire que la façon dont nous l’avons fait la première fois, ce qui était vraiment sur mesure chemin de chaque faisceau de câbles entrant, chaque support, et en s’assurant que nous savions comment le construire. « 

« Si vous avez déjà assemblé quelque chose pour vos enfants pour Noël et que vous avez dû en assembler deux, le premier dont vous lisez attentivement les instructions, vous disposez de toutes les parties », a-t-il ajouté. « Pour le second, c’est juste » Je sais comment cela s’articule « et le système de production vous est alors utile et vous pouvez le faire beaucoup plus rapidement. »

« Donc, la formation de l’équipe, l’outillage en cours de connexion et le fait que nous venons d’apprendre beaucoup de leçons simples sur la façon de le mettre en place qui nous ont vraiment aidés à notre avantage sur Core Stage-2. »

Crédit: NASA / Eric Bordelon.

(Légende photo: le réservoir d'hydrogène liquide (LH2) pour le Core Stage-2 est retiré de l'outil de soudage du Centre d'assemblage vertical (VAC) au MAF à l'automne dernier. Après avoir soudé les structures du premier Core Stage, la NASA et Boeing ont apporté des modifications en 2018 au VAC et a ajouté des raccordements de climatisation pour permettre aux opérations de soudage de se dérouler plus facilement. Le réservoir LH2 était la dernière structure Core Stage-2 à être soudée.)

Des améliorations supplémentaires de production ont été en cours de développement pour la mise en œuvre sur la deuxième version. L'application du système de protection thermique (TPS) sur les réservoirs de propergol a été en partie automatisée, en partie manuelle pour l'ensemble produit pour le premier lancement, qui comprenait des articles d'essai et de vol.

Une mousse isolante pulvérisée (SOFI) a été appliquée de manière robotique aux fûts des réservoirs, puis les dômes hémisphériques ont été pulvérisés manuellement. À l'origine, les pulvérisations de dôme devaient être effectuées de manière robotique, mais ont été mises de côté pour mettre en place un processus certifié pour les premiers réservoirs; maintenant pour la deuxième version, les ingénieurs ont terminé le développement du pulvérisateur à dôme automatisé.

« Nous avons le système de pulvérisation amélioré que nous faisons pour la superficie sur les dômes, nous l’avons échangé d’une application manuelle à une application automatisée, ce qui était énorme », a déclaré Michael Alldredge, NASA SLS TPS Subsystem Manager. « Il nous a fallu quelques semaines pour faire l’application manuelle pour les dômes, maintenant nous l’avons réduite à vingt minutes. »

Dans d'autres cas, Alldredge a déclaré que les applications TPS étaient passées d'un processus à un autre en fonction d'une meilleure compréhension du contexte de travail global.

«Il y avait un certain nombre d’applications qui étaient planifiées sous forme de coulées que nous avons échangées contre des pulvérisations parce que cela nous donnait de la flexibilité et il y en avait aussi que nous avons fait un spray à la main là-dessus et nous avons dit ‘hé, cela aurait beaucoup plus de sens pour verser sur «basé sur l’orientation, basé sur le travail parallèle. »

«Comme pour tout ce que vous faites la première fois, vous apprenez beaucoup», a-t-il ajouté. «Pour TPS, cette fusée est très difficile à isoler dans certaines zones. Il y a beaucoup d’histoires de guerre, beaucoup de cicatrices que nous avons définitivement transférées à notre ingénierie et qui ont déjà dit « aha, nous devons corriger cela dans les documents à venir pour tirer parti de ces leçons apprises. »

«Certains d’entre eux, nous devons juste nous battre parce qu’il n’y a pas d’autre moyen de le faire, donc nous savions que c’était difficile d’y aller et c’est toujours difficile, mais d’autres nous avons pu essayer de capitaliser sur certaines [améliorations] . « 

La production du troisième noyau dépend des négociations contractuelles

Les connaissances acquises lors de la première expérience de construction sont intégrées aux plans de production future, mais l'exécution de ces plans doit attendre un contrat. Bien que la NASA ait besoin de trois étapes principales pour jouer son rôle dans le lancement des trois missions Artemis pour atteindre l'administration

Boeing

«Nous avons obtenu l’approbation et le financement de la NASA pour les pièces de rechange pour Core Stage-2, juste au cas où dans la construction nous aurions des problèmes, nous aurions des pièces de rechange à notre disposition, et des articles de plomb pour Core Stage-3, qui était assez ensemble spécifique de matériel. Principalement des gros éléments structurels et des pièces d’avionique et c’est là que nous sommes en ce moment. « 

La dernière étape du processus d'approvisionnement fédéral américain réglementé pour le nouveau contrat a été pour la NASA de décider de le confier à Boeing; un avis de justification officiel pour le fournisseur unique a été rendu public à la mi-octobre après l'approbation de la documentation fin août / début septembre.

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