Le système d'élimination du CO₂ de la NASA intègre un ventilateur à grande vitesse

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
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Épurateur de dioxyde de carbone à quatre lits de la NASA (4BCO₂ ) doit être installé sur la Station spatiale internationale (ISS) après des tests rigoureux au sol. Le CO₂ nouvelle génération Le système d'élimination comprend un ventilateur en ligne à grande vitesse et un double contrôleur de Calnetix Technologies.

L'ensemble ventilateur comprend un ventilateur compact en ligne sur paliers magnétiques (Momentum ^™ ) et un double contrôleur hybride intégré (Continuum ^™ ) pour entraîner le ventilateur. Le ventilateur en ligne à lévitation magnétique fait partie intégrante du CO₂ système d'élimination et conduira le flux d'air à travers l'ensemble du système dans un environnement spatial en microgravité.

Momentum dispose d'un moteur à aimant permanent en porte-à-faux; un système de palier magnétique actif (AMB) à cinq axes situé au centre ; roulements de secours ; et une roue centrifuge en porte-à-faux dans un ensemble compact. Des roulements magnétiques ont été utilisés à la place des roulements conventionnels en raison de leurs faibles vibrations transmises, de leur lévitation à grande vitesse, de leur faible consommation d'énergie, de leur grande fiabilité, de leur fonctionnement sans huile et de leur tolérance aux particules contaminantes dans le flux d'air.

Continuum se compose d'un contrôleur AMB et d'un contrôleur de moteur à variateur de vitesse (VSD) dans un seul boîtier compact qui prend en charge des vitesses allant jusqu'à 60 000 tr/min avec un fonctionnement à long terme sans entretien. Les AMB ont été utilisés pour éliminer la lubrification et les pertes de traînée en rotation, ce qui était un aspect important pour répondre aux exigences strictes de dégazage de la NASA.

Pour répondre aux besoins de l'application, le système de soufflage en ligne doit résister aux vibrations de lancement et aux exigences d'accélération, se conformer aux exigences électromécaniques et de qualité de l'alimentation de la NASA SSP 57000, avoir une durée de vie de 15 ans, fonctionner 30 000 heures sans nécessiter de maintenance et fonctionner avec très faible disponibilité du refroidissement par conduction et convection. De plus, les roulements ne peuvent pas introduire de contaminants, tels que des lubrifiants ou de la graisse, dans le flux d'air. Le ventilateur doit tolérer l'ingestion de particules, telles que les particules libérées du média filtrant et la poussière dans l'air de la cabine, sans subir de dommages.

Le principal défi de conception consistait à installer la nouvelle soufflante à palier magnétique dans le même espace que la soufflante patrimoniale à palier à feuille, qui est actuellement utilisée sur l'ISS. Le système AMB avec capteurs de position et roulements de secours a dû être miniaturisé pour s'intégrer dans un espace très contraint. Pour créer une conception compacte, le système de roulement a été placé au centre pour être utilisé avec une roue centrifuge positionnée à l'entrée d'air et un moteur à aimant permanent en porte-à-faux du côté sortie de la machine. L'air circule à travers un passage annulaire autour des composants internes.

En cas d'utilisation réussie du ventilateur de palier magnétique sur l'ISS, les paliers magnétiques pourraient également être utilisés dans d'autres applications aérospatiales telles que les pompes à fluide, les roues de réaction et les gyroscopes qui défient les technologies de palier conventionnelles.

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