Ausfahrbarer Composite-Boom – Hohe Steifigkeit, skalierbar, kompaktes Design

Als Schwester der SHEARLESS-Booms bietet der Bistable Collapsible Tubular Mast (Bi-CTM) Boom kompakte Lagerung auf einer zylindrischen Trommel, die ein Composite-Material-Boom mit geschlossenem Rohrquerschnitt ausfährt, das unübertroffene Biege- und Torsionssteifigkeit für die Masse der Dünnwandstruktur aufweist. Der Bi-CTM ist auch für lange Booms skalierbar, gegeben die Lasttragfähigkeit.

Konstruktion und Vorteile

Die zwei omega-förmigen Composite-Dünnschalen des Bi-CTM bilden einen verbundenen geschlossenen Querschnitt, der auf eine relativ kompakte Trommel aufgespult werden kann für kompaktes Startverpacken und bei Ausfahren ein unvergleichliches Steifigkeits-Masse-Verhältnis bietet. Bei Verwendung der Booms als Balken-Säulen-Strukturen mit primär drucklastiger Komponente bestimmt dieses Verhältnis die strukturelle Masseeffizienz der Komponenten, was den Bi-CTM außergewöhnlich für leichte ausfahrbare strukturelle Rigging mit höheren Lastanforderungen macht. Die verbesserte dimensions- und thermische Stabilität, die durch die geschlossene Querschnittsform und Materialien mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten des Bi-CTM geboten wird, ermöglicht den Einsatz der Boom-Technologie in Präzisionsanwendungen, die hohe Stabilität in harten Umgebungen erfordern.

Bistabiles Verhalten wie „Slap Bracelet“

Genau wie ein Kinder-„Slap Bracelet“ umfasst das Bi-CTM-Design einen sekundären, stabilen, niedrigenergetischen Zustand neben dem starren ausgefahrenen Zustand. Das Ergebnis ist, dass der Bi-CTM nicht unter hoher Federbeanspruchung steht, wenn er aufgerollt ist, was den Stauprozess vereinfacht sowie ein kontrollierteres Ausfahren des Booms ermöglicht. Der vereinfachte Stauprozess ermöglicht reduzierte Größe, Masse und Komplexität des Lager- und Ausfahrmechanismussystems.

Vergleich zu herkömmlichen Dünnwand-Booms

Im Vergleich zu den meisten ausfahrbaren Dünnwand-Booms – die im besten Fall einen halboffenen Querschnitt haben – ist dieser echte geschlossene Querschnitt-Boom stärker, während er die kompakte Natur rollbarer Booms beibehält und sowohl biege- als auch torsionsbedingte Knicklimitierungen überwinden kann. Die Verwendung omega-förmiger Querschnitte mit optional kreisförmigen, parabolischen oder ellipsoidalen Segmenten – wobei jede Hälfte dieser Dünnwand-Composite-Booms gleiche (symmetrischer Boom) oder unterschiedliche (asymmetrischer Boom) Querschnittsgeometrie und/oder Composite-Laminate verwenden kann – bietet ein hohes Maß an Boom-Anpassung in Bezug auf stabilen Aufrolldurchmesser und strukturelle Eigenschaften.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie die NASA Licensing Concierge unter [E-Mail geschützt] oder rufen Sie an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Weitere Informationen finden Sie hier.