La NASA Adopta un Soplante de Alta Velocidad Avanzado para el Eliminador de CO₂ de la EEI

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
www.calnetix.com

El Eliminador de Dióxido de Carbono de Cuatro Camas (4BCO₂) de la NASA está previsto para su instalación en la Estación Espacial Internacional (EEI) tras rigurosas pruebas en tierra. El sistema de eliminación de CO₂ de próxima generación incorpora un soplante en línea de alta velocidad y un controlador dual de Calnetix Technologies.

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

Momentum cuenta con un motor de imán permanente voladizo; un sistema de cojinete magnético activo (AMB) de cinco ejes ubicado centralmente; cojinetes de respaldo; y un impulsor centrífugo voladizo en un paquete compacto. Se utilizaron cojinetes magnéticos en lugar de convencionales debido a su baja vibración transmitida, levitación a alta velocidad, bajo consumo de energía, alta fiabilidad, operación sin aceite y tolerancia a contaminantes particulados en la corriente de aire.

Continuum consiste en un controlador AMB y un controlador de motor de velocidad variable (VSD) en un solo paquete compacto que soporta velocidades de hasta 60.000 RPM con operación a largo plazo sin mantenimiento. Los AMB se utilizaron para eliminar la lubricación y las pérdidas por arrastre rotativo, un aspecto importante para cumplir los estrictos requisitos de desgasificación de la NASA.

Para satisfacer las necesidades de la aplicación, el sistema de soplante en línea debe sobrevivir a vibraciones y requisitos de aceleración de lanzamiento, cumplir con requisitos electromecánicos y de calidad de energía bajo NASA SSP 57000, tener una vida útil de 15 años, operar 30.000 horas sin mantenimiento, y operar con disponibilidad muy baja de enfriamiento conductivo y por convección. Además, los cojinetes no pueden introducir contaminantes, como lubricantes o grasa, en la corriente de aire. El soplante debe tolerar la ingestión de partículas, como las liberadas del medio filtrante y el polvo en el aire de la cabina, sin sufrir daños.

El principal desafío de diseño fue ajustar el nuevo soplante de cojinete magnético en el mismo espacio que el soplante heredado con cojinetes de lámina, que se usa actualmente en la EEI. El sistema AMB con sensores de posición y cojinetes de respaldo tuvo que miniaturizarse para encajar en un espacio altamente restringido. Para crear un diseño compacto, el sistema de cojinetes se colocó centralmente para usarse con un impulsor centrífugo posicionado en la entrada de aire y un motor de imán permanente voladizo en el lado de salida de la máquina. El aire fluye a través de un paso anular alrededor de los componentes internos.

Tras el uso exitoso del soplante de cojinete magnético en la EEI, 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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