EL DESAFÍO
A partir del diseño o concepto de una aeronave o nave espacial actual, tu desafío es diseñar ¡la primera aeronave o nave espacial sin cables ni conectores de ningún tipo! Puedes elegir añadir funciones que el vehículo no posea. Asegurate de identificar futuras aplicaciones aeroespaciales tan específicamente como sea posible.
Bases
Un gran avión de pasajeros comercial tiene más de 100.000 cables, con una longitud total acumulada de 470 km y un peso de 5.700 kg. Hay alrededor de un 30% de peso adicional en fundas y conectores. Alrededor del 30% de los cables eléctricos se pueden sustituir por un sistema inalámbrico. El cableado carece de redundancia disímil y tiene una limitada flexibilidad de mantenimiento y acceso. Muchas perforaciones de mamparos y conectores son necesarias entre compartimentos, en los tanques y para pasar del interior al exterior. Muchos sensores permanentes y temporarios no se añaden debido a los esfuerzos de cableado y peso que implican.
El caso de negocio para ir al inalámbrico en la industria de aeronaves comerciales ha avanzado con la aprobación de la protección a nivel mundial de la banda de frecuencias para comunicaciones inalámbricas de aviónica interna (a bordo), WAIAC, compartiendo la banda de RF de 4,2 a 4,4 GHz junto a los Radares Altímetricos, donde puede funcionar la conexión inalámbrica de elementos críticos para la seguridad. Otras bandas inalámbricas ya se utilizan para la supervisión de la presión de los neumáticos y, por supuesto, en los servicios de a pasajeros. Muchas tecnologías en evolución soportan sensores inalámbricos RF totalmente pasivos. Además, hay métodos ópticos, magnéticos y ultrasónicos – incluso se están desarrollando comunicaciones de rayos X. Los análisis de ventajas y desventajas de ingeniería son necesarios para entender dónde se pueden eliminar cables, conectores y perforaciones y sus beneficios aparejados a través de la incorporación del monitoreo inalámbrico e incluso el control de la aviónica, siendo sus elementos constitutivos las métricas del sistema y sus requerimientos, la arquitectura de los vehículos que permiten el uso de la tecnología inalámbrica, y la “caja de herramientas” de alternativas a cables, conectores y perforaciones.
Comenzando con el diseño o concepto de una aeronave o nave espacial actual, mostrá cómo reducirías los cables, conectores y perforaciones, lo más cercano posible a cero, y agregá funciones que el vehículo original hoy no disponga. Identificá futuras aplicaciones aeroespaciales con la mayor especificidad posible.
Consideraciones Previas
En tu diseño, podés considerar (pero no es requerido que lo hagas):
- Reducción (total y porcentual) en el cableado de datos
- Reducción (total y porcentual) en conectores
- Reducción (total y porcentual) de perforaciones
- Reducción (total y porcentual) en peso
- Número de funciones incrementadas – beneficios concretos declarados para la seguridad, confiabilidad, eficiencia, etc.
- Capacidad de verificar las estimaciones utilizadas en el diseño o concepto original
Consideraciones opcionales adicionales:
- Se puede demostrar que la reducción de peso total incluye lo referente a soportes de anclaje y cajas/monitores de aviónica.
- Algunos datos no necesarios durante el vuelo pueden ser almacenados y luego descargados inalámbricamente al fin del vuelo.
- La redundancia por la penalización de objetos de bajo peso es a menudo muy útil.
- Los cables de control no digitales, sus conectores y las perforaciones también son un objetivo de reducción.
- Créditos por el peso que pueda demostrarse en sensores de cuyos datos se reduzcan peso de otros sistemas.
- Funciones inalámbricas que involucren sistemas de otras aeronaves o de tierra, incluidas pruebas/ensayos en tierra, también cuentan para los volúmenes totales.
La NASA no avala ninguna entidad gubernamental no estadounidense y no es responsable por la información contenida en sitios web gubernamentales no-norteamericanos.
Recursos
- Fly-by-Wireless 2007
- Fly-by-Wireless
- Fly-by-Wireless Update (2012)
- WAIC Systems
- Backscatter Systems for WAIC
- NASA Armstrong PatentNASA Trade StudyPWST Workshops
Traducción: Lucía Perabó, Corina Manchado, Cristian Jakob. Fuente: https://2019.spaceappschallenge.org/challenges/stars/fly-wireless/details