Une startup affiliée à l'Université Purdue développe des instruments pour mesurer avec précision la pression, température et autres analyses dans les environnements difficiles des moteurs de fusée et des turbines à gaz.

Petal Solutions LLC a été fondée par Guillermo Paniagua, professeur de génie mécanique, et Valérie Andreoli, David Cuadrado et James Braun, assistants de recherche doctorants. Paniagua a déclaré que l'expertise du groupe en dynamique des fluides numérique a permis aux chercheurs de repousser les limites des technologies de refroidissement et de conception des sondes.

"C'est fantastique de pouvoir tirer notre dur labeur des développements en classe et en laboratoire, créer des instruments qui aideront la société, " dit Paniagua, président de Petal Solutions.

Les chercheurs ont décidé de concevoir leurs propres instruments à monter dans les moteurs pour suivre les performances du moteur, car ils n'ont rien trouvé d'adéquate sur le marché.

"Les instruments conventionnels avaient tous diverses limitations, " dit Andréoli, qui poursuit un doctorat. axé sur l'analyse des transitoires du moteur. "Ils sont limités en termes de températures maximales qu'ils peuvent supporter. Ils sont limités en termes de rapidité avec laquelle ils peuvent réagir. Les choses se passent à l'intérieur d'un moteur extrêmement rapidement. Si vous voulez comprendre comment le moteur fonctionne, vous avez besoin d'un appareil de mesure capable de capturer toutes les données."

Les chercheurs étaient convaincus qu'ils pouvaient construire des instruments plus précis qui pourraient résister à des températures plus élevées tout en offrant un taux d'échantillonnage élevé avec une grande précision, notamment en aval de la chambre de combustion.

"Nous avons vu que nous pouvions concevoir des instruments qui nous fourniraient les données dont nous avions besoin, " dit Cuadrado, qui poursuit un doctorat axé sur le développement de méthodes inverses pour le transfert de chaleur. Les chercheurs affirment qu'ils seront en mesure d'adapter les produits pour créer des dispositifs de détection et des progiciels internes dont les clients ont besoin.

De petits changements dans les performances du moteur peuvent se traduire par de grandes économies, disent les chercheurs. Dans le seul secteur de l'aérospatiale, une amélioration de 0,5 % de l'efficacité du moteur entraînerait des économies de carburant de 2 milliards de dollars par an. Donc, mettre un petit, dispositif discret dans les moteurs à réaction pourrait fournir une rétroaction précieuse.

Les chercheurs, basé dans les laboratoires Zucrow de Purdue, le plus grand laboratoire académique de propulsion au monde, ont conçu un dispositif de 4 millimètres de diamètre qui peut se monter à l'intérieur des moteurs et suivre les paramètres, tels que la pression et la direction du flux dans des environnements à haute température avec une grande précision.

Ils ont déjà montré par des simulations que leur appareil fonctionne. Ils travaillent sur un prototype capable de résister à des températures allant jusqu'à 1, 300 degrés Fahrenheit. D'ici l'année prochaine, ils prévoient d'avoir un prototype pouvant résister à des températures allant jusqu'à 3, 000 degrés.

Leurs plans demandent à Petal Solutions de fournir un logiciel spécifique au client pour traiter la sortie du capteur, et des certificats attestant l'étalonnage de l'appareil.

Un obstacle pour les chercheurs sera d'essayer de pénétrer un grand marché avec de nombreux gros joueurs.

"Le défi est d'avoir la chance de prouver notre concept, ", a déclaré Andréoli.

Les chercheurs prévoient pour l'instant de rester indépendants et de financer leur entreprise par le biais de bourses et de bourses de recherche. Petal Solutions a été sélectionnée en décembre pour recevoir un 20 $, 000 Black Award du Fonds Elevate Purdue Foundry. Cela rend l'entreprise éligible pour concourir pour le Gold Award de deuxième niveau. L'entreprise a également reçu récemment 5 $, 000 du concours Burton D. Morgan Business Model.

Petal Solutions cible d'abord le marché des instruments à réaction, spécifiquement la recherche et le développement et les plans. Les chercheurs ont obtenu un brevet provisoire pour un système de mesure avec l'aide du Purdue Office of Technology Commercialization. Ils prévoient développer des techniques de mesure spécialisées pour les clients.

Les chercheurs disent avoir appris grâce à des recherches sur la découverte des clients que différents segments de l'industrie des moteurs ont des exigences différentes. Les fabricants de fusées ont accordé la priorité à la capacité de résister à des températures élevées tandis que l'industrie des turbines à gaz accorde la priorité à la précision et à la robustesse.

« Notre objectif a été d'identifier et de répondre à ces besoins, " dit Braun, qui termine un doctorat. axé sur de nouveaux concepts de propulsion à grande vitesse.

Les chercheurs disent qu'ils craignaient au début que leur innovation soit trop technique, mais ont appris à créer une entreprise grâce à la fonderie Purdue, un accélérateur d'entrepreneuriat et de commercialisation au Burton D. Morgan Center for Entrepreneurship de Discovery Park.

"C'est là que nous avons développé notre stratégie de mise sur le marché, " a déclaré Cuadrado. "Nous avons élaboré un plan d'affaires pour avoir une vision plus claire de l'entreprise."