NASA kiest geavanceerde high-speed blower voor ISS CO₂-scrubber

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
www.calnetix.com

NASA's Four Bed Carbon Dioxide Scrubber (4BCO₂) is gepland voor installatie op het Internationale Ruimtestation (ISS) na grondige grondtests. Het CO₂-verwijderingssysteem van de volgende generatie omvat een high-speed in-line blower en dual controller van Calnetix Technologies.

De blower-assembly omvat een compacte in-line blower op magnetische lagers (Momentum^™) en een geïntegreerde hybride dual controller (Continuum^™) om de blower aan te sturen. De magnetisch geleïde in-line blower is een integraal onderdeel van het CO₂-verwijderingssysteem en zal de luchtstroom door het hele systeem in een microgravitatie ruimteomgeving sturen.

Momentum kenmerkt een overhung permanentmagnetmotor; een centraal gelegen, vijf-as, actief magnetisch lager (AMB) systeem; back-up lagers; en een overhung centrifugaal waaier in een compact pakket. Magnetische lagers werden gebruikt in plaats van conventionele lagers vanwege hun lage doorgedreven trilling, high-speed levitatie, laag stroomverbruik, hoge betrouwbaarheid, olievrije werking, en tolerantie voor deeltjescontaminanten in de luchtstroom.

Continuum bestaat uit een AMB-controller en een variable speed drive (VSD) motorcontroller in een enkel compact pakket dat snelheden tot 60.000 RPM ondersteunt met langdurig onderhoudsvrije werking. De AMB's werden gebruikt om smering en roterende wrijvingsverliezen te elimineren, wat een belangrijk aspect was bij het voldoen aan NASA's strikte uitgassingsvereisten.

Om aan de toepassingsbehoeftes te voldoen, moet het in-line blower-systeem lanceringstrillingen en versnellingsvereisten doorstaan, voldoen aan elektromechanische en stroomkwaliteitseisen onder NASA SSP 57000, een houdbaarheid van 15 jaar hebben, 30.000 uur werken zonder onderhoud, en werken met zeer lage geleiding en convectie koeling beschikbaar. Bovendien mogen lagers geen contaminanten zoals smering of vet in de luchtstroom introduceren. De blower moet de opname van deeltjes tolereren, zoals deeltjes vrijgemaakt uit filtermedia en stof in de cabinelucht, zonder schade op te lopen.

De belangrijkste ontwerpuitdaging was om de nieuwe magnetische lager blower in dezelfde ruimte te laten passen als de foil-bearing heritage blower, die momenteel op de ISS gebruikt wordt. Het AMB-systeem met positie-sensoren en back-up lagers moest geminiaturiseerd worden om in een sterk beperkte ruimte te passen. Om een compact ontwerp te creëren, werd het lager-systeem centraal geplaatst voor gebruik met een centrifugale waaier aan de luchtaanzuigkant en een overhung permanentmagnetmotor aan de uitlaatkant van de machine. De lucht stroomt door een ringvormige passage rond de interne componenten.

Na succesvol gebruik van de magnetische lager blower op de ISS, kunnen magnetische lagers ook in andere luchtvaarttoepassingen worden gebruikt, zoals vloeistofpompen, reactiewielen en gyroscopen die conventionele lagertechnologieën uitdagen.

Meer informatie