En Purdue University-ansluten startup utvecklar instrument för att exakt mäta tryck, temperatur och annan analys i de tuffa miljöerna med raketmotorer och gasturbiner.
Petal Solutions LLC grundades av Guillermo Paniagua, professor i maskinteknik, och Valeria Andreoli, David Cuadrado och James Braun, doktorandforskare. Paniagua sa att gruppens expertis inom beräkningsvätskedynamik har gjort det möjligt för forskarna att tänja på gränserna för kylning och design av sondteknologier.
"Det är fantastiskt att kunna ta vårt hårda arbete från klassrums- och laboratorieutvecklingen, att skapa instrument som hjälper samhället, sade Paniagua, VD för Petal Solutions.
Forskarna bestämde sig för att designa sina egna instrument för att montera i motorer för att spåra motorprestanda eftersom de inte kunde hitta något lämpligt på marknaden.
"Alla konventionella instrument hade olika begränsningar, sa Andreoli, som håller på att ta en doktorsexamen fokuserat på motortransientanalys. "De är begränsade vad gäller maximala temperaturer de tål. De är begränsade när det gäller hur snabbt de kan reagera. Det händer saker inuti en motor extremt snabbt. Om du vill förstå hur motorn presterar, du behöver en mätenhet som kan fånga all data."
Forskarna var övertygade om att de kunde bygga mer exakta instrument som kunde motstå högre temperaturer samtidigt som de ger en hög samplingshastighet med hög noggrannhet, särskilt nedströms om förbränningskammaren.
"Vi såg att vi kunde designa instrument som skulle ge oss den data vi behövde, "sa Cuadrado, som doktorerar med inriktning på utveckling av omvända metoder för värmeöverföring. Forskarna säger att de kommer att kunna skräddarsy produkter för att skapa avkänningsenheter och egna programvarupaket som kunderna behöver.
Små förändringar i motorns prestanda kan lägga till stora besparingar, säger forskarna. Bara inom flygindustrin, en 0,5 procents förbättring av motoreffektiviteten skulle leda till bränslebesparingar på 2 miljarder dollar per år. Så, sätta en liten, diskret enhet i jetmotorer kan ge värdefull feedback.
Forskarna, baserad i Purdues Zucrow Labs, det största akademiska framdrivningslabbet i världen, har designat en enhet 4 millimeter i diameter som kan monteras inuti motorer och spåra parametrar, såsom tryck och flödesriktning i högtemperaturmiljöer med hög noggrannhet.
De har redan visat genom simuleringar att deras enhet fungerar. De arbetar på en prototyp som tål temperaturer upp till 1, 300 grader Fahrenheit. Till nästa år planerar de att ha en prototyp som tål temperaturer upp till 3, 000 grader.
Deras planer kräver att Petal Solutions tillhandahåller klientspecifik programvara för att bearbeta sensorutmatning, och certifikat som intygar enhetens kalibrering.
Ett hinder för forskarna blir att försöka ta sig in på en stor marknad med många stora aktörer.
"Utmaningen är att få chansen att bevisa vårt koncept, sa Andreoli.
Forskarna planerar för närvarande att förbli oberoende och finansiera sitt företag genom forskningsanslag och utmärkelser. Petal Solutions valdes i december för att få en $20, 000 Black Award från Elevate Purdue Foundry Fund. Det gör företaget berättigat att tävla om andra klassens guldpris. Företaget fick också nyligen $5, 000 från Burton D. Morgan Business Model Competition.
Petal Solutions riktar sig först mot jetinstrumentmarknaden, särskilt forskning och utveckling och planer. Forskarna har fått ett provisoriskt patent på ett mätsystem med hjälp av Purdue Office of Technology Commercialization. De planerar att utveckla specialiserade mättekniker för kunder.
Forskarna säger att de genom kundupptäcktsforskning lärde sig att olika segment av motorindustrin har olika krav. Rakettillverkare har prioriterat att klara höga temperaturer medan gasturbinindustrin prioriterar precision och robusthet.
"Vårt fokus har varit att identifiera och möta dessa behov, sa Braun, som avslutar en Ph.D. fokuserade på nya höghastighetsdrivkoncept.
Forskarna säger att de först var oroliga för att deras innovation kan vara för teknisk men lärde sig att skapa ett företag genom Purdue Foundry, en accelerator för entreprenörskap och kommersialisering i Discovery Parks Burton D. Morgan Center for Entrepreneurship.
"Där utvecklade vi vår go-to-market-strategi, " sade Cuadrado. "Vi gjorde en affärsplan för att få en tydligare vision av företaget."
