Os engenheiros do Southwest Research Institute estão desenvolvendo um sistema turbina radial a gás para um pequeno gerador que fornece milhares de horas de eletricidade para um veículo aéreo não tripulado (UAV), uma melhoria significativa nas atuais turbinas de UAV que operam apenas algumas centenas de horas antes de se desgastar.
Turbinas são dispositivos mecânicos rotativos que, quando combinado com um gerador, produzir energia elétrica.
"Esta turbina é parte de um gerador semelhante ao que uma pessoa comum usa para gerar eletricidade em sua casa quando a energia é cortada, "disse David Ransom da Divisão de Engenharia Mecânica do SwRI." A versão que estamos criando é mais compacta e eficiente, adaptado às necessidades de um pequeno, aeronaves não tripuladas. "
O problema com os modelos atuais de pequenas turbinas é que durante o processo de combustão do gerador, a turbina é constantemente banhada por um gás de alta temperatura que, em última análise, a danifica ou destrói.
"Quanto mais quente fica a turbina, melhor seu desempenho, "Ransom disse." Mas essas turbinas menores não podem sobreviver à temperatura, por isso, projetamos um com passagens de fluxo de ar minúsculas que resfriam a turbina sem sacrificar a potência de seu desempenho. Normalmente, com pequenas turbinas, você deve fazer uma escolha entre desempenho ou confiabilidade, mas estamos tornando possível ter os dois. "
SwRI trabalhou com passagens internas de turbinas de alta temperatura em versões grandes usadas em usinas de energia e aviões de passageiros. Para criar o pequeno, design intrincado com passagens de ar internas, engenheiros estão usando uma nova máquina de fusão a laser seletiva (SLM), que constrói as peças de metal camada por camada. A nova máquina SLM, que chegou ao SwRI em dezembro de 2017, se diferencia de outras impressoras 3-D por ser construída para fabricar peças de metal em camadas e altamente detalhadas, em vez de peças de plástico.
Para alavancar a capacidade da nova máquina SLM, o SwRI Advisory Committee for Research lançou o programa Metals Additive Kickoff Emphasizing Research Synergies (MAKERS), um esforço interno de pesquisa e desenvolvimento. O MAKERS é projetado para encorajar a colaboração entre pesquisadores SwRI em projetos que utilizam a nova tecnologia revolucionária. A nova turbina é um dos primeiros produtos a resultar do programa MAKERS. MAKERS e outros programas de pesquisa internos investem em tecnologias inovadoras que beneficiam programas patrocinados por clientes.
“Os geradores que fornecem energia para nós e para grandes aeronaves já têm turbinas resfriadas, ao passo que um gerador deste tamanho para uma pequena embarcação não, "Ransom disse." É um desafio de engenharia empolgante, e ter a capacidade de imprimir peças com a máquina SLM é uma vantagem real. "
