Aerostato híbrido eléctrico de múltiples lóbulos para la aviación sostenible
Autores: Murugaiah, Manikandan; Theng, Darpan F.; Khan, Tabrej; Sebaey, Tamer A.; Singh, Balbir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Aerostato híbrido eléctrico de múltiples lóbulos para la aviación sostenible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Combustibles fósiles
Preocupaciones ambientales
Tecnología de propulsión híbrida eléctrica
Dirigibles
Dynastats de cuerpo levantador
Sistema de propulsión híbrido
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La excesiva agotamiento de combustibles fósiles y las crecientes preocupaciones ambientales han llevado a la necesidad de explorar fuentes alternativas de energía para aeronaves. Esto ha impulsado a varios interesados en la industria aeroespacial a investigar la tecnología de propulsión eléctrica híbrida y los vehículos totalmente eléctricos. Los dirigibles son plataformas aéreas basadas en tecnología de sistemas más ligeros que el aire. Tienen varias características únicas en comparación con otros vehículos, principalmente su mayor amigabilidad con el medio ambiente debido al bajo consumo de combustible. Entre los dirigibles, los dynastats de cuerpo levantador son la configuración más adecuada para implementar diferentes niveles de hibridación en los sistemas de propulsión debido a su gran relación superficie-volumen. El presente estudio trata sobre la relevancia de un sistema de propulsión híbrido (motor convencional + motor eléctrico) y su comparación con los convencionales. Se formula una función objetivo basada en el volumen del envolvente para lograr una configuración óptima de un dynastat trilobulado que transporte 10 toneladas de carga útil en un rango de 500 km bajo condiciones de operación específicas alimentadas por combustible convencional y baterías. Se explora el espacio de diseño asumiendo un nivel de tecnología de batería futura predicha con energías específicas que varían de 250 a 750 Wh/kg. Se investigan tres estudios de caso basados en la fuente de energía: solo combustible, combustible + baterías, y combustible + baterías + panel solar. Se observa que el dirigible puede ser totalmente eléctrico con cero emisiones de carbono, pero a expensas de una longitud mayor (+18%) y un volumen de envolvente más alto (+63%) en comparación con el modelo base.
Descripción
La excesiva agotamiento de combustibles fósiles y las crecientes preocupaciones ambientales han llevado a la necesidad de explorar fuentes alternativas de energía para aeronaves. Esto ha impulsado a varios interesados en la industria aeroespacial a investigar la tecnología de propulsión eléctrica híbrida y los vehículos totalmente eléctricos. Los dirigibles son plataformas aéreas basadas en tecnología de sistemas más ligeros que el aire. Tienen varias características únicas en comparación con otros vehículos, principalmente su mayor amigabilidad con el medio ambiente debido al bajo consumo de combustible. Entre los dirigibles, los dynastats de cuerpo levantador son la configuración más adecuada para implementar diferentes niveles de hibridación en los sistemas de propulsión debido a su gran relación superficie-volumen. El presente estudio trata sobre la relevancia de un sistema de propulsión híbrido (motor convencional + motor eléctrico) y su comparación con los convencionales. Se formula una función objetivo basada en el volumen del envolvente para lograr una configuración óptima de un dynastat trilobulado que transporte 10 toneladas de carga útil en un rango de 500 km bajo condiciones de operación específicas alimentadas por combustible convencional y baterías. Se explora el espacio de diseño asumiendo un nivel de tecnología de batería futura predicha con energías específicas que varían de 250 a 750 Wh/kg. Se investigan tres estudios de caso basados en la fuente de energía: solo combustible, combustible + baterías, y combustible + baterías + panel solar. Se observa que el dirigible puede ser totalmente eléctrico con cero emisiones de carbono, pero a expensas de una longitud mayor (+18%) y un volumen de envolvente más alto (+63%) en comparación con el modelo base.