Les ingénieurs du Southwest Research Institute développent un système refroidi, turbine à gaz radiale pour un petit générateur qui fournit des milliers d'heures d'électricité à un véhicule aérien sans pilote (UAV), une amélioration significative par rapport aux turbines de drones actuelles qui ne fonctionnent que quelques centaines d'heures avant de s'user.

Les turbines sont des dispositifs mécaniques rotatifs qui, lorsqu'il est combiné avec un générateur, produire de l'énergie électrique.

"Cette turbine fait partie d'un générateur qui est similaire à ce qu'une personne moyenne pourrait utiliser pour produire de l'électricité dans sa maison en cas de panne de courant, " a déclaré David Ransom de la division d'ingénierie mécanique de SwRI. " La version que nous créons est plus compacte et efficace, adapté aux besoins d'un petit avion sans pilote."

Le problème avec les modèles actuels de petites turbines est que pendant le processus de combustion du générateur, la turbine baigne en permanence dans un gaz à haute température qui finit par l'endommager ou la détruire.

"Plus la turbine devient chaude, meilleure est sa performance, " a déclaré Ransom. "Mais ces petites turbines ne peuvent pas survivre à la température, c'est pourquoi nous en avons conçu un doté de minuscules passages d'air qui refroidissent la turbine sans sacrifier la puissance de ses performances. Normalement, avec les petites turbines, vous devez faire un choix entre la performance ou la fiabilité, mais nous permettons d'avoir les deux."

SwRI a travaillé avec des passages internes de turbines à haute température sur de grandes versions utilisées dans les centrales électriques et les avions de passagers. Pour créer le petit, conception complexe avec des passages d'air internes, les ingénieurs utilisent une nouvelle machine de fusion laser sélective (SLM), qui construit des pièces métalliques couche par couche. La nouvelle machine SLM, qui est arrivé à SwRI en décembre 2017, se distingue des autres imprimantes 3D en ce qu'elle est conçue pour fabriquer des pièces métalliques en couches et très détaillées plutôt que des pièces en plastique.

Pour tirer parti de la capacité de la nouvelle machine SLM, le SwRI Advisory Committee for Research a lancé le programme Metals Additive Kickoff Emphasizing Research Synergies (MAKERS), un effort interne de recherche et développement. MAKERS est conçu pour encourager la collaboration entre les chercheurs du SwRI sur des projets utilisant la nouvelle technologie révolutionnaire. La nouvelle turbine est l'un des premiers produits issus du programme MAKERS. MAKERS et d'autres programmes de recherche internes investissent dans des technologies innovantes qui profitent en fin de compte aux programmes parrainés par les clients.

"Les groupes électrogènes qui nous fournissent de l'énergie et des gros avions ont déjà des turbines refroidies, alors qu'un générateur de cette taille pour une petite embarcation ne le fait pas, " a déclaré Ransom. " C'est un défi d'ingénierie passionnant, et avoir la possibilité d'imprimer des pièces avec la machine SLM est un réel avantage."