El helicóptero Ingenuity, con motores DC de maxon, hace historia con el primer vuelo en Marte.

Un pequeño vuelo para el «Ingenuity», pero un gran éxito para los vuelos espaciales no tripulados. El dron helicóptero de la NASA que utiliza motores DC manejar su dirección sobrevoló la superficie de Marte durante 40 segundos el pasado lunes 19 de abril y aterrizó perfectamente. Según la NASA, este es un momento histórico comparable al primer vuelo de los hermanos Wright en 1903.

Con este helicóptero, se prueba el concepto de vuelos autónomos no tripulados en otros planetas. Esto es similar al primer rover que hubo en Marte el «Sojourner», que allanó el camino para otras misiones científicas como el «Curiosity» y en la actualidad el «Perseverance». «Ingenuity» completara varios vuelos durante 30 días, que durarán hasta 90 segundos y llegará a una altitud máxima de cinco metros.

Seis micromotores DC controlan la dirección de vuelo del helicóptero

El vuelo es también un gran éxito para maxon, el fabricante de motores DC y brushless. El helicóptero está equipado con seis motores DC de fabricación Suiza, que han sido modificados especialmente para este desafío. Estos accionamientos DCX, con 10 milímetros de diámetros, controlan el rumbo del helicóptero, con solo 1,8 kilogramos de peso y funcionando con energía solar. Un requisito indispensable para tener éxito en vuelos en el Planeta Rojo es tener un diseño ligero, donde prácticamente no hay atmósfera, unas condiciones similares a las hay a una altitud de 30 kilómetros en la Tierra. «El mayor desafío para los motores de corriente continua fue el requisito del peso», dice Aiko Stenzel, ingeniera de diseño en maxon. «Se aligeró cada décima de gramo posible para conseguir que volara el helicóptero. A pesar de las estrictos requisitos de peso, encontramos una solución con suficiente potencia para ajustar las palas del rotor. Además de todo esto, había que tener en cuenta las altas vibraciones y las temperaturas fluctuaciones «. Los motores DC estándar de la gama DCX están disponibles para todos y se pueden configurar online de acuerdo con las especificaciones de cada cliente: shop.maxongroup.com

Eugen Elmiger, CEO de maxon group, siguió la transmisión en directo de la NASA delprimer vuelo en Marte: «Es una sensación fantástica saber que nuestros accionamientos de precisión funcionaron según lo planeado y que pudimos hacer nuestra contribución a este histórico momento. Estoy orgulloso de nuestros empleados y espero con ansias los próximos pasos en Marte.»

Accionamientos brushless de maxon también se utilizan en el rover Perseverance. Diez motores brushless con reductor planetario que se utilizará, entre otras cosas, para manipular las muestras de suelo en el interior del rover. El primero de estos motores brushless ya ha completado con éxito su tarea: colocó el helicóptero de forma correcta en el suelo de Marte.

Lea más sobre la contribución de maxon a la misión Mars2020 en:

 

 

El especialista suizo en motores DC, brushless y sistemas mecatrónicos, ha invertido más de 10 millones de euros en un nuevo centro de innovación y producción en Beynost, cerca de Lyon. maxon espera que su filial en Francia crezca fuertemente tanto en ventas como en número de empleados en los próximos años.

El grupo maxon como especialista en accionamientos y sistemas mecatrónicos se prepara para el futuro en el mercado frances. MDP, ha sido socio durante muchio tiempo de maxon y hace siete años se integró en el grupo, ahora su nombre es oficialmente maxon Francia. en paralelo, se ha construido un nuevo centro de innovación y producción. Cuenta con una superficie total de 4200 metros cuadrados, tiene espacio para 60 oficinas, cuenta con una plata de producción para sistemas mecatrónicos y, entre otras muchas cosas, un almacén de 900 m2. se ha construido cuidadosamente cumpliendo con altos estándares ambientales, con un 80% de material reciclable y dispone de paneles fotovoltaicos y recolección de agua de lluvia. El centro ha sido concebido para el diseño, desarrollo y producción de accionamiento personalizados y sistemas mecatrónicos. Los novedosos motores brushless compactos IDX que se puede utilizar un una gran variedad de aplicaciones industriales, logísticas y robóticas, por ejemplo, en vehículos de guiado automático, además se puede configurar online. También, maxon Francia continúa la distribución de motores con diferente tecnología como motores AC, DC, brushless, motores paso a paso y accesorios (gama de productos MDP).

El grupo maxon persigue el objetivo de lograr unas ventas de 40 millones de euros en Francia para 2030 además de una expansión planificada de la plantilla. En maxon Francia el número de empleados se duplicará de los 50 actuales a 100. Bianca Braun, miembro del consejo de administración del grupo maxon, explica: «Estamos felices de poder reforzar nuestra presencia con la creación de maxon Francia y nuestro nuevo centro. Queremos que el mercado francés se beneficie de la estabilidad, la agilidad y la capacidad de producción mecatrónica de alta tecnología del grupo maxon, especialmente en el contexto de las iniciativas de desarrollo económico actuales. Al dar la bienvenida a nuestro centro de innovación y producción dedicado a los sistemas mecatrónicos, Francia también está desempeñando un papel importante en el desarrollo de la mecatrónica en el grupo».

“maxon French Lab” para apoyar proyectos innovadores

En el nuevo centro de Beynost también se albergará el «maxon French Lab» para finales de 2021. El laboratorio ofrece una plataforma en el ámbito de la mecatrónica, se centrará en la formación de investigadores, ingenieros y especialistas en ventas, y dará apoyo a proyectos de investigación. Como parte del Programa YEP (Young Engineers Program) de todo el grupo, proyectos innovadores realizados por jóvenes talentos tendrán un mayor apoyo técnico y financiero por parte de maxon. El “maxon French Lab” estará junto a las start-ups francesas relacionadas con la movilidad eléctrica, robótica y la automatización industrial, desde la concepción del proyecto hasta la producción en serie.

Alain Pontille, Director Gerente de maxon Francia, dice: «La inauguración del nuevo centro de innovación materializa la prometedora colaboración franco-suiza. Esperamos poner en marcha el maxon French Lab a final de año para perseguir nuestros deseos de mejorar la formación y el intercambio de conocimientos mecatrónicos».

Revolucionario sistema de control de actitud de satélites de DZH Dynamics mediante motores brushless de maxon que va a cambiar el sector espacial.

maxon, a través de su programa YEP (Young Engineers Program), apoya a jóvenes ingenieros en sus proyectos, poniendo a su disposición motores brushless y DC, encoders, electrónicas de control y sobretodo, el soporte técnico de sus ingenieros.

maxon colabora con DZH Dynamics; un grupo de investigación que está desarrollando un sistema de control de actitud satelital revolucionario y mucho más eficiente mediante el uso del efecto Dzhanibekov (DZH) a través del cambio de la inercia de CubeSats.

DZH Dynamics lo compone un grupo de investigación multicultural compuesto por estudiantes de doctorado y máster, así como, jóvenes investigadores que trabajan con pasión en el desarrollo de uno de los primeros satélites con control de inercia a través del cambio de la distribución de masas. El equipo de DZH Dynamics ha estado trabajando desde 2019 en el desarrollo de la tecnología para probarla finalmente en condiciones de microgravedad y ha sido seleccionado por la Agencia Espacial Europea para participar en el programa Fly Your Thesis!. En este programa tendrán la oportunidad de probar la tecnología en condiciones de microgravedad en el vuelo parabólico previsto para octubre del 2021 permitiéndoles así incrementar el nivel de madurez de la tecnología.

El efecto Dzhanibekov (DZH)

O también conocido como el teorema de la raqueta de tenis, es un cambio de actitud de 180 grados, rápido, periódico y personalizable, que se obtiene cuando el sistema está girando alrededor de su eje intermedio de inercia. En el sector espacial, este efecto puede ser usado como un sistema de disipación de calor pasivo o en combinación con sistemas de control de orientación de vehículos espaciales usados actualmente (como las ruedas de reacción).

Los satélites que disponen un control total de su distribución de masas están destinados a ser la tecnología puntera en aplicaciones espaciales. De todos los beneficios que esta tecnología permite, el efecto DZH es uno de los más destacados, aunque dispondrá de más ventajas que el equipo está desarrollando gracias a la colaboración de maxon.

Lanzamiento de CubeSats

Paralelamente, el equipo está trabajando en el desarrollo y lanzamiento de CubeSats, que incorporando esta tecnología, con un lanzamiento previsto para finales de 2022 y principios de 2023. En definitiva, DZH Dynamics tiene como objetivo desarrollar tecnologías disruptivas y de vanguardia en el sector aeroespacial, y motivar a jóvenes estudiantes y emprendedores a seguir los pasos del equipo.

Programa maxon para jóvenes ingenieros

maxon, a través del programa YEP (Young Engineers Program), colabora con DZH Dynamics en la fabricación del prototipo facilitando al equipo algunos de los componentes más importantes, como los motores brushless, los controladores y, sobre todo, ofreciéndoles un soporte técnico total. Los motores brushless EC 45 y los controladores ESCON 50/5 son los seleccionados para el desarrollo y permitirán a DZH Dynamics fabricar ruedas de reacción para poder combinarlas con el efecto DZH.

Si quieres saber más acerca del equipo, ¡visita sus perfiles en redes sociales!

• www.dzhdynamics.com
• Instagram: @dzhdynamics
• linkedin.com/company/dzhdynamics/

Accionamientos de maxon en el transporte del futuro

Por Andrew Gibson, Aerospace Sales Engineer en maxon UK

Una función importante de los ingenieros de ventas de maxon es adelantarse a las necesidades del mercado. Necesitamos conocer con antelación qué aplicaciones necesitará el mundo en 5 o 10 años para que los accionamientos de maxon estén preparados.

Para mí, como ingeniero de ventas del sector aeroespacial, veo tiempos emocionantes muy cerca. En primer lugar, el mercado de drones comerciales se está acelerando y el sistema de propulsión de drones maxon desarrollado recientemente ya se encuentra en pruebas en vuelo. El mercado de movilidad aérea urbana (UAM) se acerca rápidamente. Aunque Urban Air Mobility es una rama relativamente nueva de la industria aeroespacial, mis colegas del sector aeroespacial de maxon y yo observamos el desarrollo del mercado con gran interés y prevemos un futuro prometedor.

¿Qué se entiende por movilidad aérea urbana – Urban Air Mobility?

El creciente número de vehículos en ciudades de todo el mundo es un gran problema. El único espacio libre está en el aire, y sí, estamos hablando de autos voladores como en películas de ciencia ficción como Blade Runner y The Fifth Element.

En el reciente Salón Aeronáutico online de Farnborough se celebró la segunda Cumbre Global del Aire Urbano. Este evento fue una oportunidad para que los fabricantes internacionales presentaran sus vehículos, debatieran sobre las pruebas actuales y futuras y demostraran el potencial valor de este mercado. Empresas como Uber, Boeing y Embraer sugieren que este es un mercado con un potencial futuro muy significativo.

¿Cómo será la movilidad aérea urbana – Urban Air Mobility?

Este modo de transporte utilizará despegue y aterrizaje vertical eléctrico (eVTOL) y estará diseñado para transportar de 2 a 5 pasajeros según el fabricante. Los diseños varían, algunos parecen versiones grandes de los drones con los que estamos familiarizados, usando 4 o 6 hélices. Otros tienen alas con hélices en su parte superior para la elevación vertical a baja velocidad y otras hélices para movimiento horizontal. Algunos tienen rotores de inclinación, que utilizan las mismas hélices para la elevación vertical y el movimiento horizontal. Cada diseño está optimizado para un segmento de mercado.

¿Para qué se utilizarán este tipo de transporte?

Inicialmente, veo tres usos principales:

1. Como taxi urbano, para trayectos cortos por la ciudad.
2. Como transporte del aeropuerto a la ciudad, para viajes más largos entre el centro de la ciudad y el aeropuerto.
3. Para trayectos de ciudad a ciudad, para viajes que son demasiado cortos para un vuelo comercial pero que serán más rápidos que por carretera o tren.

¿Cómo participan los accionamientos maxon en la movilidad aérea urbana?

La división aeroespacial de maxon se especializa en el desarrollo de motores eléctricos y accionamientos de corriente continua de alta precisión que soportan temperaturas de -55 ° C a +85 ° C, así como vibraciones extremas durante el despegue y el aterrizaje. Nos dedicamos a aviones de pasajeros, helicópteros, naves espaciales y aplicaciones de vehículos aéreos no tripulados. Nuestros ingenieros han transferido los conocimientos adquiridos en los numerosos proyectos especiales, como los accionamientos para las misiones a Marte, a otros proyectos aeroespaciales y han desarrollado aún más esta experiencia para la producción en serie. Nuestra tecnología punta y las extensas pruebas de laboratorio lo hacen posible. maxon tiene la certificación EN 9100.

La experiencia de maxon en el sector aeroespacial ofrece una ventaja significativa para el desarrollo de los vehículos del futuro. Como los vehículos de movilidad aérea urbana son eléctricos, habrá muchos requisitos para una actuación eléctrica eficiente. La densidad de potencia de la gama de motores DC y brushless de maxon significa que el tamaño del motor se puede reducir, reduciendo así el peso y proporcionando una mayor economía al vehículo en general. La amplia gama de productos estándar de maxon nos permite proporcionar rápidamente muestras para los prototipos. El siguiente paso es ajustar y modificar los productos para que cumplan plenamente los requisitos de la aplicación.

Los motores DC y brushless de maxon se utilizan en actuadores para la aviación. Los vehículos aéreos tradicionales con alas requieren actuadores pequeños, ligeros y potentes para la activación del control de crucero y los alerones. Los vehículos de menor tamaño requieren actuadores más pequeños aún y de menos peso para subir y bajar el tren de aterrizaje o para mejorar la aerodinámica en los aviones de mayor alcance. Otro lugar donde los motores DC y brushless de maxon ya han demostrado su gran eficacia es en la retroalimentación háptica en los mandos y palancas de control. Las aplicaciones que no se encuentran en los aviones tradicionales incluyen actuadores para las turbinas que giran entre vuelo vertical y horizontal. De manera similar, para los rotores de inclinación, se requerirán actuadores para moverlos.

También hay aplicaciones críticas no relacionadas con el vuelo directamente pero que necesitan motores DC y brushless muy ligeros. Los vehículos del futuro podrían tener puertas automáticas. También hay asientos eléctricos, no solo con movimientos hacia adelante y hacia atrás, y hacia arriba y hacia abajo, sino también rotacional, lo que permitiría que la cabina sea un espacio más social, apto para reuniones. Muchas aplicaciones estarán en la lista de deseos de los fabricantes, para darle a su vehículo exclusividad. Todas estas son áreas en las que maxon ya tiene mucha experiencia.

Finalmente, ¿cuándo podemos esperar ver estos vehículos voladores? Bueno, ya se están llevando a cabo algunos ensayos en China y Estados Unidos. París planea tener un sistema en funcionamiento para los Juegos Olímpicos de 2024.

Este concepto que parece ciencia ficción está cerca de convertirse en realidad.

Los motores DC y brushless se enfrentan a condiciones extremadamente adversas en las misiones espaciales.

Los motores DC o brushless utilizados en misiones a Marte de maxon se basan en un productos de catálogo y se modifican para cada misión. Esto se debe a que los motores de corriente continua, los reductores planetarios y los encoders se enfrentan a condiciones extremadamente duras durante el despegue, el largo viaje por el espacio y la misión en el planeta rojo.

El espacio exterior es implacable. Esta es la razón por la que los accionamientos de precisión que se embarcan en un viaje a otros planetas deben cumplir con estándares de calidad extremadamente altos.

 

 

Vibración y choque

El primer desafío es sobrevivir al lanzamiento del cohete. Esto significa que el motor eléctrico debe ser resistente a golpes y vibraciones. La vibración no es tan fuerte como la gente podría pensar: un poco más que en un avión de pasajeros, pero no mucho más, y solo por unos minutos. Los choques, por otro lado, son algo con lo que debemos lidiar de forma regular cuando trabajamos con productos estándar. Estos ocurren principalmente durante la puesta en marcha, que es cuando la primera etapa se separa del resto del cohete. Las fuerzas resultantes destruirían los motores normales porque el rotor se separaría del estator. Es por eso que necesitamos reforzar nuestros accionamientos, por ejemplo, encapsulando el rotor y utilizando soldaduras especiales, anillos de retención especiales y materiales optimizados.

 

 

Vacío y radiación

El viaje a Marte dura unos seis meses. Durante este tiempo, los actuadores deben sobrevivir al vacío y la radiación. La radiación más dañina no proviene del Sol, sino de partículas de alta energía del exterior del sistema solar, que pueden dañar los componentes electrónicos. Es por eso que necesitamos una electrónica especialmente reforzada en los sensores Hall de los motores brushless. Para asegurarnos, los instalaremos en pares para dar redundancia. En el vacío, la durabilidad de los componentes es importante. No se puede utilizar un pegamento que sufra cambios en sus propiedades químicas y pierda su adhesividad después de unos días en el vacío.

 

 

Reducción de peso

Los cohetes pueden transportar solo una masa limitada a otros planetas. Para ser lo más ligeros posible, también recurrimos a formas inusuales y utilizamos carcasas más delgadas, o materiales como titanio en lugar de acero. También usamos a menudo actuadores lo más pequeños posibles, porque sabemos que el tiempo de funcionamiento requerido suele ser más corto que para las aplicaciones industriales.

 

 

 

Atmósfera de Marte

Después de llegar, el motor DC o brushless debe funcionar sin problemas durante toda la misión: debido a la fina atmósfera, los lubricantes deben ser resistentes a la desgasificación y deben conservar sus propiedades. Especialmente para motores DC, también es necesario utilizar las escobillas adecuadas. No se forma pátina en Marte, por eso desarrollamos escobillas especiales impregnados con un lubricante (grafito plateado con 15% de MoS2). Esa es una de las modificaciones más importantes, porque los motores DC normales fallan después de unas pocas horas en el vacío.

 

 

Pruebas de calidad

Si bien los motores DC y bruhsless que se utilizan en la Tierra son probados, existen límites para esas pruebas debido a su elevado coste. Esto es diferente con una misión a Marte, donde cualquier tipo de riesgo es inaceptable. Aquí vale la pena probar cada componente. También probamos cada ensamblaje y las pruebas están documentadas de manera exhaustiva. Así es como le demostramos a nuestro cliente que el actuador es exactamente como lo prometimos. Los modelos utilizados en la misión deben ser idénticos a los actuadores que fueron calificados, porque estas fueron expuestas a las mismas tensiones en las pruebas que en la vida real. Se colocaron en un agitador, se expusieron a ciclos de temperatura y se sometieron a pruebas de durabilidad. Si las unidades pasan todas estas pruebas, podemos estar seguros de que el diseño es bueno. El único paso que queda es construir todos las demás actuadores exactamente de la misma manera, de ahí toda la documentación. El proceso requiere mucho esfuerzo, pero merece la pena: la historia de las misiones espaciales muestra que cualquier cosa que se pase por alto causará problemas, y el espacio exterior es implacable.

 

Obtenga más información sobre la contribución de maxon a la misión actual de perseverancia de la NASA: mars.maxonworld.com

Autor: Robin Phillips, Aerospace Specialist