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Dec 13, 2023

Gerador de microturbina FusionFlight embala energia em um pacote muito pequeno

Por Mike Brezonick22 de dezembro de 2022 Uma das buscas duradouras dos engenheiros é um

Por Mike Brezonick22 de dezembro de 2022

Uma das buscas duradouras dos engenheiros é simples: como fornecer o máximo de potência no pacote menor e mais leve. Agora, uma empresa do Texas desenvolveu um sistema de gerador que pode fornecer 8 kW enquanto ocupa aproximadamente o mesmo espaço de uma caixa de ferramentas.

Lançado no final do ano passado, o gerador de microturbina ARC da FusionFlight foi originalmente concebido essencialmente como uma fonte de energia alternativa para drones. Mas ficou claro para o CEO da empresa, Alex Taits, que sua alta relação potência / peso e dimensões compactas o tornavam adequado para muitos outros locais.

“Originalmente, o ARC foi desenvolvido para grandes drones elétricos para substituir as pesadas baterias de lítio”, disse Taits. "Isso permite que os drones aproveitem a alta densidade de energia do querosene e aumentem muito o alcance/resistência.

"Mais tarde ficou claro que o ARC também tem grandes aplicações como unidade auxiliar de energia (APU) para grandes aeronaves movidas a combustível ou como fonte de energia de emergência durante desastres naturais."

O gerador ARC é baseado em uma microturbina de dois estágios que tem uma velocidade operacional máxima de 130.000 rpm – uma velocidade de entrada muito alta para qualquer alternador.

"O ARC utiliza dois métodos para reduzir a rotação", disse Taits. “Primeiro, a turbina de segundo estágio é desacoplada da primeira, o que proporciona uma redução significativa. mantenha-o fresco durante a operação."

A caixa de engrenagens gera um alternador trifásico sem escovas leve e de alto desempenho que, junto com a eletrônica de potência, fornece 8 kW de energia de 25 a 84 Vcc para duas conexões de terminais M6. Para maiores requisitos de energia, vários geradores podem ser colocados em paralelo, disse a empresa.

Além disso, o FusionFlight oferece vários tipos de módulos eletrônicos externos, incluindo reguladores e inversores abaixadores e elevadores para acionar diferentes tipos de cargas CA, como dispositivos domésticos padrão. O inversor também pode ser acoplado a um carregador e usado como extensor de alcance para veículos elétricos, disse Taits.

A unidade incorpora um motor de partida sem escova que é alimentado por uma bateria compacta de fosfato de ferro-lítio. Assim que o ARC atinge a velocidade de operação, a bateria é recarregada usando o circuito do carregador integrado.

Os componentes do ARC são embalados em um invólucro de alumínio e fibra de carbono que mede 20,7 pol. de comprimento, 10,6 pol. de largura e 6,61 pol. de altura (510 mm x 270 mm x 168 mm) e pesa 20,7 lb. (9 kg) .

O gerador ARC não possui seu próprio tanque de combustível integral, mas usa um módulo de combustível integrado que incorpora bombas e portas de abastecimento e retorno que extraem combustível dos tanques de combustível remotos do usuário. "Isso nos permite construir um gerador muito compacto que é altamente adaptável para uma variedade de aplicações", observou Taits.

O FusionFlight também oferece tanques de combustível de 5 a 105 galões. (20 a 400 litros). A unidade pode operar com uma variedade de combustíveis líquidos, incluindo diesel, querosene e Jet-A, misturados com 5% de óleo turbo para lubrificação interna.

A microturbina ARC não possui controles integrais, mas todas as funções operacionais podem ser acessadas por meio de um controle ou aplicativo removido com fio (veja o vídeo do FusionFlight abaixo). "O aplicativo Bluetooth controla todos os aspectos da turbina", disse Taits, "incluindo a sequência de partida automática, estrangulamento, resfriamento automático, bem como todas as outras funções, como preparação de combustível e diagnósticos".

Um dos aspectos mais notáveis ​​do ARC é que ele gera emissões sonoras significativas – 100 dB(A). "O nível de som é certamente alto", observou Taits. "Mas as aplicações originais do ARC envolviam principalmente aeronaves, então isso não era um grande problema. Usá-lo em casa durante uma queda de energia parece improvável devido ao ruído, mas atualmente estamos desenvolvendo maneiras de mitigar o nível de ruído e explorando vários caminhos, incluindo dutos de entrada/exaustão, bem como cancelamento de ruído ativo"