Ingeniører udvikler en lille afkølet turbine for at gøre droner mere effektive

Ingeniører fra Southwest Research Institute udvikler en afkølet, radial gasturbine til en lille generator, der leverer tusinder af timers elektricitet til et ubemandet luftfartøj (UAV), en markant forbedring af de nuværende UAV -møller, der kun kører et par hundrede timer, før de er slidt op.

Turbiner er roterende mekaniske anordninger, der, i kombination med en generator, producere elektrisk strøm.

"Denne turbine er en del af en generator, der ligner, hvad en gennemsnitlig person kan bruge til at generere elektricitet i deres hjem, når strømmen går ud, "sagde David Ransom fra SwRI's Mechanical Engineering Division." Den version, vi skaber, er mere kompakt og effektiv, skræddersyet til behovene hos en lille, ubemandede fly. "

Problemet med nuværende små turbinemodeller er, at under generatorens forbrændingsproces, møllen bades konstant i høj temperatur gas, der i sidste ende beskadiger eller ødelægger den.

"Jo varmere møllen bliver, jo bedre dens ydeevne, "Ransom sagde." Men disse mindre møller kan ikke overleve temperaturen, så vi har designet en, der har små luftstrømspassager, der afkøler turbinen uden at ofre kraften i dens ydeevne. Normalt med små møller skal du vælge mellem ydeevne eller pålidelighed, men vi gør det muligt at have begge dele. "

SwRI har arbejdet med interne passager af højtemperaturmøller på stor version, der bruges i kraftværker og passagerfly. For at skabe det lille, indviklet design med interne luftpassager, ingeniører bruger en ny selektiv lasersmeltemaskine (SLM), som bygger metaldele lag for lag. Den nye SLM -maskine, som ankom til SwRI i december 2017, adskiller sig fra andre 3D-printere ved, at den er bygget til at lave lagdelte og meget detaljerede metaldele frem for plastik.

For at udnytte evnen til den nye SLM -maskine, SwRI's rådgivende udvalg for forskning lancerede programmet Metals Additive Kickoff Emphasizing Research Synergies (MAKERS), en intern forsknings- og udviklingsindsats. MAKERS er designet til at tilskynde til samarbejde mellem SwRI -forskere om projekter, der udnytter den revolutionerende nye teknologi. Den nye turbine er et af de første produkter, der er resultatet af MAKERS -programmet. MAKERS og andre interne forskningsprogrammer investerer i innovative teknologier, der i sidste ende gavner klient-sponsorerede programmer.

"Generatorer, der leverer strøm til os og til store fly, har allerede afkølede møller, der henviser til, at en generator af denne størrelse til et lille fartøj ikke "Ransom sagde." Det er en spændende ingeniørudfordring, og at have mulighed for at udskrive dele med SLM -maskinen er en reel fordel. "