Estudantes de Idaho recebem mãos

Os alunos da Universidade de Idaho aprenderam habilidades de engenharia do mundo real durante o ano letivo de 2022-2023, enquanto avançavam duas tecnologias da NASA – um projeto de aeronave sem cauda usando torções de asas para manobrar e um processo para montar painéis solares de película fina usando robótica e impressão 3D.

Um grupo de estudantes projetou, construiu e testou em vôo um drone usando o Prandtl-D, Preliminary Research Aerodynamic Design to Lower Drag, desenvolvido no Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia. Parecendo um bumerangue, o design do Prandtl imita um pássaro voo, usando torções nas pontas das asas para manobras. Os alunos disseram que seu trabalho é um primeiro passo para provar a viabilidade comercial do Prandtl-D, que poderia ter usos como vigiar terras agrícolas e detectar incêndios florestais.

Os alunos estabeleceram metas para seu avião de velocidade mínima de 30 mph, velocidade máxima de 50 mph, capacidade de carga de pelo menos meio quilo e capacidade de voar por pelo menos uma hora.

Seu avião de 11 pés movido a bateria, feito de madeira Balsa, fibras de carbono e materiais orgânicos, superou seus objetivos, tendo uma velocidade de estol, a velocidade mínima necessária para um vôo controlável, de 28 mph, atingindo uma velocidade máxima durante os testes de 55 mph. . O avião permaneceu no ar por 118 minutos, quase dobrando seu objetivo, e carregava uma carga útil de 1,5 libra que incluía um controlador de vôo e uma câmera.

A aeronave, lançada ao solo por uma corda elástica, realizou nove vôos, durante os quais a equipe percebeu vibrações em velocidades de cruzeiro mais altas. Uma futura equipe trabalhará para resolver esse problema.

Os estudantes compartilharam que “o projeto da asa Prandtl-D é comercialmente viável”, em um relatório recente em uma exposição de engenharia realizada na universidade. “O aerofólio produz uma excelente plataforma para uma ampla variedade de aplicações de UAV através de maior eficiência, estabilidade e simplicidade de controle.”

Um segundo grupo de estudantes trabalhou com tecnologia chamada PAPA, Print-Assisted Photovoltaic Assembly, ou desenvolvida no Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama. Os alunos projetaram e demonstraram um processo de montagem automatizado para transformar células solares de película fina em conjuntos fotovoltaicos maiores usando dois braços robóticos trabalhando em conjunto. A NASA está de olho no uso dessas células de película fina para alimentar naves espaciais e poderia até usar a tecnologia para criar painéis solares no espaço, permitindo voos espaciais de longo prazo. O custo para construir tais matrizes é de cerca de US$ 450 por quilowatt, enquanto um processo automatizado pode reduzir o custo para US$ 25 por quilowatt e eliminar erros humanos.

Os alunos usaram o PAPA para realizar quatro tarefas roboticamente, incluindo aplicação de adesivo, colocação das células, impressão das conexões eletrônicas entre as células e adição de uma capa protetora.

Os alunos usaram materiais substitutos que imitavam os materiais reais, porém mais baratos, permitindo mais testes. Os alunos tiveram que enfrentar desafios como a quebra das células durante a colocação e a aplicação consistente do adesivo.

Os alunos queriam que os braços robóticos completassem o processo de montagem sem intervenção humana e em menos de 35 minutos. Eles alcançaram ambos os objetivos, com o processo de montagem demorando cerca de nove minutos sem qualquer intervenção do operador.

A universidade foi capaz de fornecer experiências práticas de engenharia aos alunos graças à Universidade de Transferência de Tecnologia da NASA, ou T2U, que conecta universidades com tecnologias desenvolvidas pela NASA.

“Este é um dos melhores exemplos do que o T2U pode ser”, disse Brian Boogaard, representante do T2U da NASA Armstrong. “Você tem um corpo docente altamente motivado e alunos realmente talentosos. Os alunos construíram muita tecnologia, fizeram muita documentação excelente, ótimo trabalho de design e muitos testes bons. Correu muito bem.”

Os alunos do ano letivo de 2023-2024 poderão adotar ambos os projetos e continuar a desenvolver as tecnologias, deixando-os ainda mais perto de estarem prontos para o mercado.

“Isso está ajudando a avançar a arte da tecnologia”, disse Boogaard. “Também está dando a um grupo de estudantes que estão prestes a ingressar no mercado de trabalho a capacidade de colocar as mãos nessa tecnologia.”