Das CO₂-Entfernungssystem der NASA integriert ein Hochgeschwindigkeitsgebläse

Calnetix Technologies
Cerritos, CA
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Der Vierbett-Kohlendioxidwäscher der NASA (4BCO₂ ) soll nach strengen Bodentests auf der Internationalen Raumstation (ISS) installiert werden. Das CO₂ der nächsten Generation Das Entfernungssystem umfasst ein Hochgeschwindigkeits-Inline-Gebläse und eine duale Steuerung von Calnetix Technologies.

Die Gebläsebaugruppe umfasst ein kompaktes Inline-Gebläse auf Magnetlagern (Momentum ^™ ) und einen integrierten Hybrid-Dual-Controller (Continuum ^™ ) zum Antrieb des Gebläses. Das magnetgelagerte Inline-Gebläse ist integraler Bestandteil des CO₂ Entfernungssystem und treibt den Luftstrom durch das gesamte System in einer Mikrogravitationsraumumgebung.

Momentum verfügt über einen fliegend gelagerten Permanentmagnetmotor; ein zentral angeordnetes, fünfachsiges, aktives Magnetlagersystem (AMB); Stützlager; und ein fliegend gelagertes Zentrifugallaufrad in einem kompakten Paket. Anstelle herkömmlicher Lager wurden Magnetlager verwendet, da sie geringe übertragene Vibrationen, Hochgeschwindigkeitsschweben, geringen Stromverbrauch, hohe Zuverlässigkeit, ölfreien Betrieb und Toleranz gegenüber Partikelverunreinigungen im Luftstrom aufweisen.

Continuum besteht aus einem AMB-Controller und einem Motorcontroller mit variabler Drehzahl (VSD) in einem einzigen kompakten Paket, das Drehzahlen von bis zu 60.000 U/min bei langfristigem wartungsfreiem Betrieb unterstützt. Die AMBs wurden verwendet, um Schmier- und Rotationswiderstandsverluste zu eliminieren, was ein wichtiger Aspekt bei der Erfüllung der strengen Ausgasungsanforderungen der NASA war.

Um die Anwendungsanforderungen zu erfüllen, muss das Inline-Gebläsesystem Startvibrationen und Beschleunigungsanforderungen überstehen, die elektromechanischen und Stromqualitätsanforderungen gemäß NASA SSP 57000 erfüllen, eine Haltbarkeit von 15 Jahren haben, 30.000 Stunden ohne Wartung betrieben werden und mit sehr geringe Verfügbarkeit von Konduktions- und Konvektionskühlung. Darüber hinaus können Lager keine Verunreinigungen wie Schmiermittel oder Fett in den Luftstrom einbringen. Das Gebläse muss die Aufnahme von Partikeln, wie z. B. aus den Filtermedien freigesetzte Partikel und Staub in der Kabinenluft, ohne Schaden tolerieren.

Die größte Designherausforderung bestand darin, das neue Magnetlagergebläse im selben Raum unterzubringen wie das foliengelagerte traditionelle Gebläse, das derzeit auf der ISS verwendet wird. Das AMB-System mit Positionssensoren und Fanglagern musste miniaturisiert werden, um auf engstem Raum Platz zu finden. Um ein kompaktes Design zu schaffen, wurde das Lagersystem zentral platziert, um mit einem Zentrifugalrad am Lufteinlass und einem fliegend gelagerten Permanentmagnetmotor an der Auslassseite der Maschine verwendet zu werden. Die Luft strömt durch einen Ringkanal um die Innenteile.

Bei erfolgreichem Einsatz des Magnetlagergebläses auf der ISS könnten Magnetlager auch in anderen Luft- und Raumfahrtanwendungen wie Flüssigkeitspumpen, Reaktionsrädern und Gyroskopen eingesetzt werden, die herkömmliche Lagertechnologien herausfordern.

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