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Dec 22, 2023

Concorso Create the Future Design 2022: vincitore della categoria Aerospaziale e difesa - The Well

Vincitore di una workstation HP La crisi della sostenibilità si estende all'orbita terrestre bassa (LEO), dove i detriti prodotti dall'uomo rappresentano una minaccia onnipresente. Una tecnologia tessile elettronica per LEO promette un

Vincitore di una workstation HP

La crisi di sostenibilità si estende all’orbita terrestre bassa (LEO), dove i detriti prodotti dall’uomo rappresentano una minaccia onnipresente. Una tecnologia tessile elettronica per LEO promette un’opportunità di convergenza industriale e tecnologica tra i settori dell’elettronica, della produzione tessile e della tecnologia spaziale.

Per decenni, i veicoli spaziali e le tute spaziali hanno sfruttato i substrati tessili come pelli protettive più esterne. Ad esempio, l'esterno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) è composto da fibra di vetro rivestita in Teflon ("Tessuto Beta"), resistente all'erosione atomica dell'ossigeno e progettata per combinare resistenza, durata e ritardo di fiamma.

Questa nuova tecnologia sta arricchendo questi tessuti spaziali di vasta area con funzionalità multisensoriali all’avanguardia. Le fibre piezoelettriche sensibili alle vibrazioni e il tessuto in pile conduttivo sensibile alla carica al plasma da impatto sono prodotti tramite torri di stiramento termico delle fibre e telai su scala industriale.

Il team ha posto alcune domande ambiziose e diversificate grazie a questa pelle: può questa pelle potenziata dai sensori localizzare i danni sui futuri habitat spaziali indotti da decine di migliaia di pezzi di detriti spaziali orbitali artificiali e micrometeoroidi troppo piccoli per essere tracciati dal radar? Può il tessuto sulle pareti delle navicelle spaziali fungere da enorme rilevatore di polvere interstellare, minuscoli messaggeri di eventi catastrofici di intrighi scientifici che viaggiano a decine o centinaia di chilometri al secondo e hanno origine a centinaia di anni luce di distanza? E se gli astronauti potessero sentire il tatto e la consistenza attraverso le loro tute spaziali pressurizzate? In ogni caso, il tessuto sensibile alle vibrazioni potrebbe fungere da tecnologia fondamentale.

Una serie di strutture spaziali ha completato un anno di test di resilienza dei materiali non alimentati sulle pareti esterne della ISS. Il progetto ha ricevuto anche un importante finanziamento da parte del Laboratorio nazionale statunitense dell'ISS in base al suo potenziale di convergenza tecnologica e industriale. Questa sovvenzione finanzierà quest’anno un test nello spazio alimentato elettricamente di sei mesi, che fornirà dati cruciali per la realizzazione di questa tecnologia.

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Questo aereo elettrico a lungo raggio e il sistema di carburante sono costituiti da numerosi progressi ingegneristici in attesa di brevetto che rendono possibile il volo elettrico a lungo raggio (3200 nm). L'aereo è una piattaforma modulare multiruolo che serve nei ruoli passeggeri, soppressione semi-autonoma degli incendi, carico autonomo e ISR.

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Un sistema di navigazione con droni utilizza l'intelligenza artificiale per far volare un quadrirotore attraverso ambienti mai visti prima come foreste, edifici, rovine e treni, raggiungendo velocità fino a 40 km/h e senza schiantarsi contro alberi, muri o altri ostacoli. Mentre gli esseri umani richiedono anni per addestrarsi, l’intelligenza artificiale, sfruttando simulatori ad alte prestazioni, può raggiungere capacità di navigazione comparabili molto più velocemente, praticamente da un giorno all’altro.

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Il rotore angolato multi-condotto (M-DAR) risolve lo stallo e la resistenza ad alto momento dei tradizionali ventilatori intubati planari (90 gradi) nel volo in avanti abbassando l'angolo con cui l'aria fluisce nel condotto. L'M-DAR stesso è composto da ventole canalizzate fisse inclinate in avanti posizionate con un angolo di 45 gradi. Ciò gli consente di funzionare a velocità di transizione più elevate per consentire un volo efficiente sulle ali.

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Il sistema combina sia il movimento alternativo bioispirato dall'ovopositore della vespa legno sia un nuovo movimento ondulatorio/oscillatorio bioispirato dalle pinne caudali delle creature marine, così come dalla lucertola del pesce sabbia che utilizza un movimento ondulatorio del corpo per seppellirsi e nascondersi nella sabbia . L'inclusione di questo movimento migliorerà significativamente le prestazioni del doppio trapano alternativo, portando alla progettazione del nuovo trapano a doppia oscillazione reciproca (DROD).

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Questo articolo è apparso per la prima volta nel numero di novembre 2022 di Tech Briefs Magazine.