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Dec 22, 2023

Designwettbewerb „Create the Future“ 2022: Gewinner der Kategorie „Luft- und Raumfahrt & Verteidigung“ – The Well

Gewinner einer HP Workstation Die Nachhaltigkeitskrise erstreckt sich auch auf die erdnahe Umlaufbahn (LEO), wo von Menschen verursachte Trümmer eine allgegenwärtige Bedrohung darstellen. Eine elektronische Textiltechnologie für LEO verspricht eine

Gewinner einer HP Workstation

Die Nachhaltigkeitskrise erstreckt sich auch auf die erdnahe Umlaufbahn (LEO), wo von Menschen verursachte Trümmer eine allgegenwärtige Bedrohung darstellen. Eine elektronische Textiltechnologie für LEO verspricht eine Chance für die Industrie- und Technologiekonvergenz zwischen den Branchen Elektronik, Textilherstellung und Raumfahrttechnik.

Seit Jahrzehnten nutzen Raumfahrzeuge und Raumanzüge Textilsubstrate als äußerste Schutzhäute. Beispielsweise besteht das Äußere der Internationalen Raumstation (ISS) aus teflonbeschichtetem Fiberglas („Beta-Tuch“), das robust gegenüber der Erosion durch atomaren Sauerstoff ist und auf kombinierte Festigkeit, Haltbarkeit und Flammhemmung ausgelegt ist.

Diese neue Technologie erweitert diese großflächigen Weltraumstoffe um modernste multisensorische Funktionalität. Die vibrationsempfindlichen piezoelektrischen Fasern und das leitende Florgewebe mit Aufprallplasma-Ladungserkennung werden über thermische Faserziehtürme und Webmaschinen im industriellen Maßstab hergestellt.

Das Team stellte einige ehrgeizige und vielfältige Fragen, die durch diese Haut ermöglicht wurden: Kann diese sensorgestützte Haut Schäden an zukünftigen Weltraumlebensräumen lokalisieren, die durch Zehntausende von Menschen verursachte Teile von Weltraumschrott und Mikrometeoroiden in der Umlaufbahn verursacht werden, die zu klein sind, um von Radar verfolgt zu werden? Kann das Gewebe an den Wänden von Raumfahrzeugen als riesiger Detektor für interstellaren Staub fungieren, winzige Boten katastrophaler Ereignisse wissenschaftlicher Intrigen, die sich mit Dutzenden bis Hunderten von Kilometern pro Sekunde fortbewegen und Hunderte von Lichtjahren entfernt entstehen? Und was wäre, wenn Astronauten Berührung und Textur direkt durch ihre unter Druck stehenden Raumanzüge spüren könnten? In jedem Fall könnten vibrationsempfindliche Stoffe als eine grundlegende Technologie dienen.

Eine Reihe des Weltraumgefüges absolvierte ein Jahr lang stromlose Materialtests an den Außenwänden der ISS. Aufgrund seines Potenzials für die Konvergenz von Technologie und Industrie erhielt das Projekt außerdem einen großen Zuschuss vom ISS US National Laboratory. Mit diesem Zuschuss wird in diesem Jahr ein sechsmonatiger elektrisch betriebener Weltraumtest finanziert, der entscheidende Daten für die Realisierung dieser Technologie liefern wird.

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Dieses Langstrecken-Elektroflugzeug und Treibstoffsystem besteht aus mehreren zum Patent angemeldeten und neuartigen technischen Fortschritten, die Elektroflüge über große Entfernungen (3200 nm) ermöglichen. Das Flugzeug ist eine modulare Mehrzweckplattform, die als Passagierflugzeug, halbautonome Waldbrandbekämpfung, autonome Fracht und ISR fungiert.

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Ein Drohnen-Navigationssystem nutzt KI, um einen Quadrocopter durch bisher unbekannte Umgebungen wie Wälder, Gebäude, Ruinen und Züge zu fliegen und dabei Geschwindigkeiten von bis zu 40 km/h zu erreichen, ohne gegen Bäume, Mauern oder andere Hindernisse zu stoßen. Während das Training von Menschen Jahre dauert, kann die KI mithilfe leistungsstarker Simulatoren vergleichbare Navigationsfähigkeiten viel schneller erreichen, praktisch über Nacht.

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Der Multi-Ducted Angled Rotor (M-DAR) löst den Strömungsabriss und den hohen Impulswiderstand herkömmlicher planarer (90 Grad) Kanalventilatoren im Vorwärtsflug, indem er den Winkel verringert, in dem die Luft in den Kanal strömt. Der M-DAR selbst besteht aus fest nach vorne geneigten Kanalventilatoren, die in einem 45-Grad-Winkel angeordnet sind. Dies ermöglicht den Betrieb bei höheren Übergangsgeschwindigkeiten und ermöglicht so einen effizienten Flügelflug.

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Das System kombiniert sowohl eine vom Legebohrer der Holzwespe bioinspirierte Hin- und Herbewegung als auch eine neue Wellen-/Oszillationsbewegung, die von den Schwanzflossen von Meereslebewesen sowie von der Sandfisch-Eidechse, die eine wellenförmige Körperbewegung nutzt, um sich im Sand zu vergraben und zu verstecken, bioinspiriert ist . Durch die Einbeziehung dieser Bewegung wird die Leistung des Doppel-Reziprok-Bohrers erheblich verbessert, was zur Entwicklung des neuartigen Dual-Reciprocation-Oscillation-Bohrers (DROD) führt.

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Dieser Artikel erschien erstmals in der Novemberausgabe 2022 des Tech Briefs Magazine.

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