El sistema de eliminación de CO₂ de la NASA integra un ventilador de alta velocidad

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
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Depurador de dióxido de carbono de cuatro lechos de la NASA (4BCO₂ ) está prevista para su instalación en la Estación Espacial Internacional (ISS) después de rigurosas pruebas en tierra. El CO₂ de próxima generación El sistema de extracción incorpora un soplador en línea de alta velocidad y un controlador dual de Calnetix Technologies.

El conjunto del ventilador incluye un ventilador compacto en línea sobre cojinetes magnéticos (Momentum ^™ ) y un controlador dual híbrido integrado (Continuum ^™ ) para accionar el soplador. El soplador en línea de levitación magnética es un componente integral del CO₂ sistema de extracción e impulsará el flujo de aire a través de todo el sistema en un entorno espacial de microgravedad.

Momentum cuenta con un motor de imanes permanentes en voladizo; un sistema de cojinete magnético activo (AMB) de cinco ejes ubicado en el centro; cojinetes de respaldo; y un impulsor centrífugo en voladizo en un paquete compacto. Se usaron cojinetes magnéticos en lugar de los cojinetes convencionales debido a su baja vibración transmitida, levitación de alta velocidad, bajo consumo de energía, alta confiabilidad, funcionamiento sin aceite y tolerancia a partículas contaminantes en la corriente de aire.

Continuum consta de un controlador AMB y un controlador de motor de accionamiento de velocidad variable (VSD) en un solo paquete compacto que admite velocidades de hasta 60 000 RPM con un funcionamiento sin mantenimiento a largo plazo. Los AMB se utilizaron para eliminar la lubricación y las pérdidas por arrastre rotativo, lo cual fue un aspecto importante para cumplir con los estrictos requisitos de desgasificación de la NASA.

Para cumplir con las necesidades de la aplicación, el sistema de soplador en línea debe sobrevivir a las vibraciones de lanzamiento y los requisitos de aceleración, cumplir con los requisitos electromecánicos y de calidad de energía según NASA SSP 57000, tener una vida útil de 15 años, operar 30,000 horas sin necesidad de mantenimiento y operar con muy baja disponibilidad de refrigeración conductiva y por convección. Además, los rodamientos no pueden introducir contaminantes, como lubricantes o grasa, en la corriente de aire. El soplador debe tolerar la ingestión de partículas, como las partículas liberadas del medio filtrante y el polvo en el aire de la cabina, sin sufrir daños.

El principal desafío de diseño fue colocar el nuevo soplador de rodamientos magnéticos en el mismo espacio que el soplador tradicional soportado por rodamientos de aluminio, que se utiliza actualmente en la ISS. El sistema AMB con sensores de posición y rodamientos de respaldo tuvo que miniaturizarse para adaptarse a un espacio muy restringido. Para crear un diseño compacto, el sistema de cojinetes se colocó en el centro para usarse con un impulsor centrífugo ubicado en la entrada de aire y un motor de imanes permanentes en voladizo en el lado de salida de la máquina. El aire fluye a través de un pasaje anular alrededor de los componentes internos.

Tras el uso exitoso del soplador de cojinetes magnéticos en la ISS, los cojinetes magnéticos también podrían usarse en otras aplicaciones aeroespaciales, como bombas de fluidos, ruedas de reacción y giroscopios que desafían las tecnologías de cojinetes convencionales.

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