Förläng din drönares flygtid med 3D-Printad impeller

Jens Fredriksson Webbnyheter Kommentera

Southwest Research Institute (SwRI) ingenjörer har utvecklat en sorts nedkyld radiell gasturbin för en liten generator som ger tusentals timmar elektricitet till ett obemannat luftfartyg (UAV), eller drönare. Denna utveckling kan förbättras på nuvarande UAV-turbiner som endast kan fungera några hundra timmar innan de slits ut.

Den SwRI-utvecklade, nedkylda radiella gasturbinen skapades med en specialiserad 3D-skrivare som kan tillverka lagrade och mycket detaljerade metalldelar. Kredit: Southwest Research Institute

En turbin är en typ av roterande mekaniska anordning som i kombination med en generator producerar elektrisk kraft. Problemet med nuvarande UAV-turbiner är att under generatorns förbränningsprocess badas turbinen ständigt i högtempererad gas som slutligen skadar eller förstör den. Enligt SwRI-ingenjörerna är den version som de skapat "mer kompakt och effektivt anpassad till behoven hos ett litet obemannat flygplan".

"Ju varmare turbinen blir desto bättre blir resultatet," sa David Ransom från SwRIs maskintekniska division. "Men de här mindre turbinerna kan inte överleva temperaturen, så vi har utformat en som har små luftflödespassager som kyler turbinen utan att förlora kraften i dess prestanda. Normalt med små turbiner måste man välja mellan prestanda eller tillförlitlighet, men vi gör det möjligt att ha båda. "

SwRI ingenjörer har arbetat med interna passager av högtemperatur turbiner på stor version som ofta användes i kraftverk och passagerarflygplan. De använder en ny SLM (Selective Laser Melting) additiv tillverkningsteknik för att skapa den lilla, invecklade designen med inre luftpassager. SLM-tekniken använder en högdensitetslaser för att smälta samman metallpulver lager för lager.

För att utnyttja förmågan hos den nya SLM 3D-skrivaren bildade SwRI ett internt FoU-program som kallas Metals Additive Kickoff Emphasizing Research Synergies (MAKERS). Den nya turbinen är en av de första produkterna som kommer från MAKERS-programmet.

"Generatorer som ger ström till oss och till stora flygplan har redan kylda turbiner, medan en generator av denna storlek inte har det." sa Ransom. "Det är en spännande teknikutmaning, och det är en riktig fördel att ha 3D-utskrivna delar med SLM-tekniken."