アイダホ州の学生たちが手を繋ぐ

アイダホ大学の学生は、2022年から2023年の学年度中に、NASAの2つのテクノロジー、つまり操縦に翼のひねりを使用する無尾翼航空機の設計と、ロボット工学と3Dプリンティングを使用して薄膜ソーラーパネルを組み立てるプロセスを推進しながら、現実世界の工学スキルを学びました。

ある学生グループは、カリフォルニア州エドワーズにあるNASAのアームストロング飛行研究センターで開発されたプラントル-D（空気抵抗を低減する予備研究空力設計）を使用してドローンを設計、製作、飛行テストした。プラントルのデザインはブーメランのように見え、鳥を模倣している。学生たちは、自分たちの研究は、農地の監視や山火事の発見などの用途に使用できる可能性があるプラントル-Dの商業的実行可能性を証明するための第一歩であると述べた。

生徒たちは飛行機の最低速度時速 30 マイル、最高速度 50 マイル、積載量少なくとも 1 ポンド、少なくとも 1 時間飛行できるという目標を設定しました。

バルサ材、カーボンファイバー、有機材料で作られたバッテリー駆動の 11 フィートの飛行機は、制御可能な飛行に必要な最低速度である失速速度 28 マイルを達成し、目標を上回りました。テスト中の最高速度は 55 マイルに達しました。 。 飛行機は目標のほぼ2倍となる118分間飛行し、フライトコントローラーとカメラを含む1.5ポンドのペイロードを搭載した。

この航空機はバンジーコードで地上から打ち上げられ、9回の飛行を行ったが、その間、研究チームは高速巡航速度での振動に気づいた。 今後のチームはこの問題の解決に取り組む予定です。

学生たちは、同大学で最近開催された工学展示会での報告書の中で、「プラントル-D翼の設計は商業的に実行可能である」と共有した。 「この翼型は、効率、安定性、制御の簡素化が向上し、さまざまな UAV アプリケーション向けの優れたプラットフォームを生み出します。」

2 番目の学生グループは、PAPA (Print-Assisted Photovoltaic Assembly) と呼ばれる技術、またはアラバマ州ハンツビルにある NASA のマーシャル宇宙飛行センターで開発された技術を使用しました。 学生たちは、連携して動作する 2 つのロボット アームを使用して、薄膜太陽電池をより大きな太陽電池アレイに変える自動組立プロセスを設計し、デモンストレーションしました。 NASAは、このような薄膜電池を宇宙船に電力を供給するために使用することに注目しており、宇宙で太陽電池アレイを作成するためにこの技術を使用して、長期の宇宙飛行を可能にする可能性もあります。 このようなアレイを構築するコストは 1 キロワットあたり約 450 ドルですが、自動化されたプロセスによりコストが 1 キロワットあたり 25 ドルに削減され、人的エラーが排除されます。

学生たちは PAPA を使用して、接着剤の塗布、セルの配置、セル間の電子接続の印刷、保護カバーの追加を含む 4 つのタスクをロボットで実行しました。

学生たちは、本物の教材を模倣したがより安価な代替教材を使用して、より多くのテストを可能にしました。 学生たちは、配置中にセルが破損したり、接着剤を一貫して塗布したりするなどの課題に取り組む必要がありました。

学生たちは、ロボットアームが人間の介入なしで組み立てプロセスを完了し、35分以内に完了できるようにしたいと考えていました。 オペレーターの介入なしで組み立てプロセスに約 9 分かかり、両方の目標を達成しました。

同大学は、大学と NASA が開発した技術を結び付ける NASA の技術移転大学 (T2U) のおかげで、学生に工学の実地体験を提供することができました。

「これは T2U がどのようなものであるかを示す最良の例の 1 つです」と NASA アームストロングの T2U 代表ブライアン・ブーガードは述べました。 「非常に意欲的な教員がおり、本当に聡明な学生がいます。 学生たちは多くのテクノロジーを構築し、多くの優れたドキュメント、優れた設計作業、および優れたテストを数多く行いました。 本当にうまくいきました。」

2023 ～ 2024 学年度の学生は、両方のプロジェクトに取り組み、テクノロジーの開発を続けることができ、市場への投入準備にさらに近づくことができます。

「これはテクノロジーの進歩に貢献しています」とブーガード氏は語った。 「また、これから就職しようとしている多くの学生がこのテクノロジーを手に入れることができるようになります。」