Los ingenieros del Southwest Research Institute están desarrollando un turbina de gas radial para un pequeño generador que proporciona miles de horas de electricidad a un vehículo aéreo no tripulado (UAV), una mejora significativa para las turbinas UAV actuales que solo funcionan unos cientos de horas antes de desgastarse.

Las turbinas son dispositivos mecánicos rotativos que, cuando se combina con un generador, producir energía eléctrica.

"Esta turbina es parte de un generador que es similar al que la persona promedio podría usar para generar electricidad en su hogar cuando se corta la energía. ", dijo David Ransom de la División de Ingeniería Mecánica de SwRI." La versión que estamos creando es más compacta y eficiente, adaptado a las necesidades de un pequeño, aviones no tripulados ".

El problema con los modelos de turbinas pequeñas actuales es que durante el proceso de combustión del generador, la turbina está constantemente bañada en gas a alta temperatura que finalmente la daña o destruye.

"Cuanto más caliente se calienta la turbina, cuanto mejor sea su rendimiento, ", Dijo Ransom." Pero estas turbinas más pequeñas no pueden sobrevivir a la temperatura, por eso hemos diseñado uno que tiene pequeños conductos de flujo de aire que enfrían la turbina sin sacrificar la potencia de su rendimiento. Normalmente, con turbinas pequeñas, debe elegir entre rendimiento o confiabilidad, pero estamos haciendo posible tener ambos ".

SwRI ha trabajado con pasajes internos de turbinas de alta temperatura en versiones grandes utilizadas en centrales eléctricas y aviones de pasajeros. Para crear lo pequeño, diseño intrincado con conductos de aire internos, Los ingenieros están utilizando una nueva máquina de fusión selectiva por láser (SLM), que construye las piezas de metal capa por capa. La nueva máquina SLM, que llegó a SwRI en diciembre de 2017, se distingue de otras impresoras 3-D en que está diseñada para fabricar piezas metálicas en capas y muy detalladas en lugar de piezas de plástico.

Para aprovechar la capacidad de la nueva máquina SLM, el Comité Asesor de Investigación de SwRI lanzó el programa de lanzamiento de aditivos de metales enfatizando las sinergias de investigación (MAKERS), un esfuerzo interno de investigación y desarrollo. MAKERS está diseñado para fomentar la colaboración entre los investigadores de SwRI en proyectos que utilizan la nueva tecnología revolucionaria. La nueva turbina es uno de los primeros productos del programa MAKERS. Los MAKERS y otros programas de investigación internos invierten en tecnologías innovadoras que, en última instancia, benefician a los programas patrocinados por los clientes.

"Los generadores que nos proporcionan energía a nosotros y a los grandes aviones ya tienen turbinas refrigeradas, mientras que un generador de este tamaño para una embarcación pequeña no lo hace, ", Dijo Ransom." Es un desafío de ingeniería emocionante, y tener la capacidad de imprimir piezas con la máquina SLM es una ventaja real ".