Estudiantes de Idaho se dan la mano

Los estudiantes de la Universidad de Idaho aprendieron habilidades de ingeniería del mundo real durante el año escolar 2022-2023 mientras avanzaban en dos tecnologías de la NASA: un diseño de avión sin cola que utiliza giros de alas para maniobrar y un proceso para ensamblar paneles solares de película delgada utilizando robótica e impresión 3D.

Un grupo de estudiantes diseñó, construyó y probó en vuelo un dron utilizando Prandtl-D, Diseño Aerodinámico de Investigación Preliminar para Bajar la Resistencia, desarrollado en el Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA en Edwards, California. Con apariencia de boomerang, el diseño de Prandtl imita a un pájaro. vuelo, utilizando giros en las puntas de sus alas para maniobrar. Los estudiantes dijeron que su trabajo es un primer paso para demostrar la viabilidad comercial del Prandtl-D, que podría tener usos tales como vigilar tierras de cultivo y detectar incendios forestales.

Los estudiantes establecieron objetivos para su avión de una velocidad mínima de 30 mph, una velocidad máxima de 50 mph, una capacidad de carga de al menos una libra y la capacidad de volar durante al menos una hora.

Su avión de 11 pies propulsado por baterías, hecho de madera de balsa, fibras de carbono y materiales orgánicos superó sus objetivos, teniendo una velocidad de pérdida, la velocidad mínima necesaria para un vuelo controlable, de 28 mph, alcanzando una velocidad máxima durante las pruebas de 55 mph. . El avión permaneció en el aire durante 118 minutos, casi duplicando su objetivo, y llevaba una carga útil de 1,5 libras que incluía un controlador de vuelo y una cámara.

El avión, lanzado desde tierra mediante una cuerda elástica, realizó nueve vuelos, durante los cuales el equipo notó vibraciones a velocidades de crucero más altas. Un futuro equipo trabajará para abordar ese problema.

Los estudiantes compartieron que “el diseño del ala Prandtl-D es comercialmente viable”, en un informe en una reciente exposición de ingeniería celebrada en la universidad. "El perfil aerodinámico produce una plataforma excelente para una amplia variedad de aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados a través de una mayor eficiencia, estabilidad y simplicidad de control".

Un segundo grupo de estudiantes trabajó con una tecnología llamada PAPA, ensamblaje fotovoltaico asistido por impresión, o desarrollada en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. Los estudiantes diseñaron y demostraron un proceso de ensamblaje automatizado para convertir células solares de película delgada en conjuntos fotovoltaicos más grandes utilizando dos brazos robóticos que trabajan en conjunto. La NASA está estudiando el uso de este tipo de células de película delgada para impulsar naves espaciales e incluso podría utilizar la tecnología para crear paneles solares en el espacio, permitiendo vuelos espaciales a largo plazo. El costo de construir tales conjuntos es de aproximadamente 450 dólares por kilovatio, mientras que un proceso automatizado puede reducir el costo a 25 dólares por kilovatio y eliminar los errores humanos.

Los estudiantes utilizaron PAPA para realizar cuatro tareas de forma robótica, incluida la aplicación de adhesivo, la colocación de las celdas, la impresión de las conexiones electrónicas entre las celdas y la adición de una cubierta protectora.

Los estudiantes utilizaron materiales sustitutos que imitaban los materiales reales pero más baratos, lo que permitió realizar más pruebas. Los estudiantes tuvieron que afrontar desafíos como la rotura de células durante la colocación y la aplicación constante del adhesivo.

Los estudiantes querían que los brazos robóticos completaran el proceso de montaje sin intervención humana y en menos de 35 minutos. Lograron ambos objetivos: el proceso de montaje duró unos nueve minutos sin intervención del operador.

La universidad pudo brindar experiencias prácticas de ingeniería a los estudiantes gracias a la Universidad de Transferencia de Tecnología de la NASA, o T2U, que conecta universidades con tecnologías desarrolladas por la NASA.

"Este es uno de los mejores ejemplos de lo que puede ser T2U", dijo Brian Boogaard, representante de T2U de Armstrong de la NASA. “Tienes un cuerpo docente muy motivado y estudiantes realmente brillantes. Los estudiantes crearon mucha tecnología, hicieron mucha documentación excelente, trabajo de diseño excelente y muchas pruebas buenas. Fue muy bien”.

Los estudiantes del año escolar 2023-2024 podrán retomar ambos proyectos y continuar desarrollando las tecnologías, lo que los acercará aún más a estar listos para el mercado.

"Esto está ayudando a avanzar en el arte de la tecnología", dijo Boogaard. "También les está brindando a un grupo de estudiantes que están a punto de ingresar a la fuerza laboral la capacidad de tener en sus manos esta tecnología".

Para obtener más información sobre el programa T2U de la NASA, visite: https://technology.nasa.gov/t2u