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Dec 13, 2023

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BASE DE LA FUERZA AÉREA WRIGHT-PATTERSON, OHIO (AFRL) – Investigación de la Fuerza Aérea desde hace mucho tiempo

BASE DE LA FUERZA AÉREA WRIGHT-PATTERSON, OHIO (AFRL): El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea desde hace mucho tiempo, o AFRL, el socio de la industria AlphaMicron Inc., está utilizando un premio de financiación de la Red Federal de Investigación de Ohio 2021, u OFRN, para expandir la capacidad de su anfitrión invitado patentado tecnología de cristal líquido, llamada e-Tint, hasta gafas protectoras atenuables electrónicamente para el Departamento de la Fuerza Aérea, o DAF, Departamento de Defensa y mercados comerciales.

El premio de $1,35 millones, compuesto por $900 000 del estado de Ohio y $450 000 AlphaMicron, o AMI, costo compartido, permite a AMI aplicar la investigación fundamental emergente hacia la expansión de su tecnología e-Tint para el desarrollo de dispositivos avanzados de protección solar para pilotos. y guerreros especiales, así como una película de protección láser especializada para anteojos civiles y militares, dijo el Dr. Darrel G. Hopper, ingeniero electrónico principal de la Dirección de Sistemas Aerotécnicos de la 711.ª Ala de Rendimiento Humano de la AFRL.

En su misión persistente de madurar su tecnología y crear aplicaciones avanzadas, AFRL se ha asociado con AMI, un líder mundial en tecnologías reactivas de luz basadas en cristal líquido, desde su fundación en diciembre de 1996 como una escisión del Instituto de Cristal Líquido de la Universidad Estatal de Kent, dijo Hopper. .

"Más recientemente, AMI participó en el programa de investigación de transferencia de tecnología para pequeñas empresas (STTR, por sus siglas en inglés) de dispositivos de protección ocular regulables electrónicamente de 2018 patrocinado por Airman Systems Directorate", dijo Hopper. "Durante la adjudicación de la Fase II de 2020-2022, AMI se asoció con la Universidad de Bowling Green, la Universidad Estatal de Kent y la Universidad de Miami para desarrollar dispositivos de protección ocular regulables electrónicamente de próxima generación que les permitan trabajar hacia la ventana de transmisión del 70 % necesaria para las aplicaciones DAF actuales y futuras. ."

El premio STTR 2018 patrocinado por AFRL aceleró el proceso de AMI de calificar y solicitar el financiamiento OFRN, ya que AMI pudo mantener las mismas asociaciones académicas que había desarrollado bajo el esfuerzo anterior, dijo Hopper.

El esfuerzo de OFRN de AMI fue uno de los cinco seleccionados en la quinta ronda de OFRN: Anuncio de oportunidad de mantenimiento de la preparación e innovación aeronáutica de Ohio en la próxima generación, o SOARING. Según su sitio web, OFRN otorga fondos para proyectos que ayudan a expandir las capacidades de investigación de Ohio y aumentar su fuerza laboral en las áreas de defensa, aeroespacial, energía y salud.

"La historia de AFRL con AlphaMicron es larga y rica", dijo el Dr. Matthew Lange, líder de la Dirección de Protección Personal, en la Dirección de Fabricación y Materiales de AFRL. "Este financiamiento de la OFRN es muy importante porque es lo que hace posible este tipo de tecnología. Está permitiendo la continuación de soluciones que son relevantes para las necesidades del Departamento de Defensa".

La histórica relación entre AFRL y AMI condujo al desarrollo de tecnología óptica fundamental con numerosas aplicaciones comerciales y militares, dijo el Dr. Richard Vaia, científico jefe de la Dirección de Fabricación y Materiales de AFRL.

"Esto garantiza que los proveedores críticos tengan múltiples ingresos por aspectos generalizados de la tecnología crítica para los futuros sistemas DAF", dijo Vaia.

La colaboración de AMI con DAF se remonta a su primer premio Small Business Innovation Research, o SBIR, en 1997 bajo el programa Visor de transmitancia variable, dijo Hopper.

Los prototipos producidos bajo este primer acuerdo finalmente dieron lugar a futuras colaboraciones con AFRL.

En 1997, AFRL se asoció con AMI para abordar los problemas de gestión de la luz en los cascos de los pilotos de combate; Se desafió a los investigadores a desarrollar visores de tinte variable que permitieran a los pilotos ver claramente en vuelo, a pesar de las condiciones de iluminación fluctuantes. Cuando los pilotos se encontraron con rayos repentinos de luz solar intensa en pleno vuelo, tuvieron dificultades para leer y rastrear los datos en las pantallas montadas en la aeronave y en la cabeza, dijo Hopper.

"Había una necesidad de alguna forma de controlar el tinte de la visera, ya que se veía afectado por la transmisión de la luz cuando los pilotos pasaban por encima o por debajo de las nubes", dijo el Director Ejecutivo y Director de Tecnología, el Dr. Bahman Taheri, quien co- fundó AMI con otros dos colegas en 1996. "Esto era un obstáculo para la seguridad. Así que AFRL nos pidió que nos uniéramos a ellos para encontrar una solución [basada en la entonces nueva tecnología de cristal líquido para huéspedes invitados]".

AFRL y la NASA han estado trabajando para resolver este problema desde la década de 1970, dijo Hopper. La industria ha tardado 20 años en darse cuenta de la necesidad de este tipo de tecnología para aplicaciones cerca del ojo. Esta necesidad se ha acelerado con el reciente énfasis en las gafas de realidad aumentada en las que el contraste de la imagen visualizada puede perderse debido a las condiciones de iluminación ambiental de fondo.

La colaboración inicial entre AFRL y AMI resultó en la creación de e-Tint, una tecnología de cristal líquido de tinte electrónico bajo demanda que finalmente ayudó a mitigar las dificultades de los pilotos para manejar la transmisión de luz durante el vuelo. Según el sitio web de AMI, e-Tint cambia de claro a oscuro más rápido de lo que un ojo puede parpadear (alrededor de 0,1 segundos) y es a prueba de fallas en un corte de energía. En particular, la tecnología se puede aplicar a sustratos o superficies de plástico flexible, en lugar del vidrio tradicional, para beneficiar a los aviadores y guardianes.

“La Fuerza Aérea fue muy específica sobre lo que quería”, dijo Taheri. "Había todas estas casillas que necesitábamos revisar. Y una de ellas era que querían poder encapsular la capa de cristal líquido, que es muy delgada, 6 micrones, aproximadamente una décima parte del diámetro de un cabello humano. — entre el plástico. El vidrio es quebradizo y plano, no flexible y curvo. Si lo dejas caer, se rompe. Los sustratos de plástico flexible no se rompen y son livianos".

Todas estas cualidades hacen que el plástico sea deseable para el vidrio cuando se trata de desarrollar soluciones ágiles para gafas de piloto, dijo Taheri, pero la tarea de traducir la tecnología de cristal líquido a sustratos plásticos flexibles no estuvo exenta de desafíos.

"Precisamente porque es flexible, puede ser difícil aplicar esa fina capa de cristal líquido entre dos piezas de plástico y mantener la uniformidad", dijo Taheri.

Alrededor de 2010, el tecnólogo jefe de AFRL, el Dr. Timothy Bunning, lideró los esfuerzos dentro de la Dirección de Fabricación y Materiales para incorporar a AMI y asociarse con los miembros de su equipo de investigación en lo que entonces se llamaba la División de Materiales Funcionales. El grupo de Bunning estaba trabajando para expandir la investigación interna de cristal líquido y desarrollar tecnologías de resiliencia relacionadas con la protección ocular con láser y flash. Bunning, quien se desempeñó en ese momento como jefe de división y, más tarde, como director científico de la dirección, reunió un equipo de investigación que incluía a Lange, el Dr. Michael McConney y el Dr. Timothy White, entre otros.

Juntos, los investigadores de AFRL y AMI buscaron traducir la tecnología e-Tint preexistente de AMI en sustratos de plástico flexible a visores de tinte variable para pilotos DAF.

"Nuestros esfuerzos con AMI fueron muy fructíferos", dijo Bunning. "En AFRL, somos creadores de listas, somos muy estructurados, siempre estamos empujando de manera proactiva los límites de la investigación. Nuestra colaboración [con AMI] nos permitió combinar esfuerzos para reducir el riesgo de estas nuevas tecnologías, y también llevó a algunas publicaciones de alto nivel en revistas científicas destacadas".

White, quien desde entonces dejó la AFRL para ocupar una cátedra en el Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la Universidad de Colorado-Boulder, dijo que la asociación vibrante entre su equipo de investigación y AMI resultó exitosamente en la búsqueda de estudios tanto de cerca como de soluciones de protección ocular a largo plazo con láser y flash.

"Alpha Micron fue y sigue siendo un socio increíble para trabajar con el Departamento de Defensa", dijo White.

Taheri dijo que sus diversas colaboraciones con AFRL le han abierto las puertas para hacer más de lo que realmente disfruta.

"Trabajar con AFRL me dio y continúa dándome una idea de lo que será el futuro de las gafas", dijo Taheri. "Esto ayudó a AMI a crear la tecnología e-Tint para pantallas montadas en la cabeza y la gestión de la luz ambiental e intensa para el combatiente. Es la razón por la que las gafas CTRL de AMI son ahora las únicas gafas electrónicas de grado militar en la Lista de gafas protectoras autorizadas del Ejército ( APEL). Las empresas de electrónica de consumo que trabajan en gafas AR electrónicas avanzadas tardaron 25 años en darse cuenta de esta necesidad".

Más recientemente, AMI se ha fijado en la expansión de sus tecnologías más allá de las aplicaciones para el ojo cercano a los sectores arquitectónico y automotriz comercial. La compañía planea aprovechar sus conexiones preexistentes con las principales empresas automotrices de nivel 1 para aplicar tecnología atenuable electrónicamente para reemplazar los espejos electrocrómicos en los autos eléctricos e integrar techos corredizos con tecnología de acristalamiento conmutable. Estas medidas ayudarán a mantener un control de temperatura más consistente y prolongarán la vida útil de la batería en los vehículos eléctricos.

"Con la llegada de los autos eléctricos, lo que [la industria automotriz] realmente está comenzando a querer es este vidrio intercambiable que se puede aplicar al vidrio del vehículo para evitar que el automóvil se caliente cuando está estacionado", dijo Taheri. "El calor puede ser una gran carga para la batería de un automóvil eléctrico cuando intenta enfriarlo y tener un techo corredizo que 'cambia' hace una gran diferencia allí".

Taheri dijo que le da crédito a la colaboración de su compañía con AFRL por darle a AMI una ventaja en este campo.

"Debido a nuestra interacción con AFRL, AMI es ahora el principal proveedor del elemento de atenuación que tanto necesitan muchas de estas empresas de primer nivel", dijo Taheri. "En ese mismo tono, creo genuinamente que el trabajo que se está realizando actualmente para la AFRL [con el Dr. Lange y su equipo] también se adelanta décadas a su tiempo. No tengo ninguna duda de que será la solución a algunos de los problemas aún no se ha realizado en el mercado de consumo".

La expansión comercial de la compañía solo puede significar cosas buenas para el futuro de AFRL, dijo Lange, ya que el desarrollo de cualquier nueva tecnología industrial puede brindar nuevos caminos para satisfacer las necesidades de la cadena de suministro del DOD.

"Es muy importante continuar apoyando nuestra base industrial en todos los niveles para que tengan éxito", dijo Lange.

Hopper, Lange y Taheri dijeron que esperan futuras colaboraciones de AFRL.

"Algunos de los mejores proyectos siempre provienen de la Fuerza Aérea", dijo Taheri. "Mi equipo siempre quiere reunirse con ellos porque saben que habrá un problema difícil de resolver".

Acerca de AFRL El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, o AFRL, es el principal centro de desarrollo e investigación científica del Departamento de la Fuerza Aérea. AFRL juega un papel integral en el liderazgo del descubrimiento, desarrollo e integración de tecnologías de guerra asequibles para nuestra fuerza aérea, espacial y ciberespacial. Con una fuerza laboral de más de 11 500 personas en nueve áreas tecnológicas y otras 40 operaciones en todo el mundo, AFRL ofrece una cartera diversa de ciencia y tecnología que va desde la investigación fundamental hasta la avanzada y el desarrollo tecnológico. Para obtener más información, visite www.afresearchlab.com.