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Análisis de rendimiento preliminar de aeronaves de ala en caja propulsadas por hidrógeno líquido de rango medio

Autores: Palaia, Giuseppe; Abu Salem, Karim; Carrera, Erasmo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis de rendimiento preliminar de aeronaves de ala en caja propulsadas por hidrógeno líquido de rango medio


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Rendimiento
Análisis
Hidrógeno líquido
Ala en caja
Aeronave
Alcance

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento propone un análisis de rendimiento de un avión de medio alcance propulsado por hidrógeno líquido (LH). El enfoque está en el rendimiento operativo en términos de carga útil y alcance alcanzables. Se seleccionó una arquitectura de ala en caja no convencional para maximizar el rendimiento operativo. Se desarrolló un marco de diseño multidisciplinario basado en la optimización para adaptar un avión de ala en caja de medio alcance, diseñando e integrando los tanques de combustible necesarios para almacenar el LH; se investigaron varias soluciones para la disposición y el diseño de los tanques mediante análisis de sensibilidad. Como resultado principal, se proporciona un análisis de rendimiento del avión de ala en caja propulsado por LH propuesto, destacando el impacto de la introducción de este portador de energía (y la integración de los sistemas de tanques relacionados) en el rendimiento operativo del avión; también se proporciona un estudio comparativo con respecto a un avión de tubo y ala adaptado para LH competidor, para resaltar las principales diferencias operativas posibles entre las dos arquitecturas. Los hallazgos revelan que el ala en caja adaptada puede lograr vuelos de largo alcance a costa de una carga útil sustancialmente reducida, principalmente debido a las limitaciones de volumen impuestas por la instalación de tanques de LH, o puede preservar la capacidad de carga útil a expensas de una reducción significativa en el alcance, ya que el compromiso implica una reducción en la masa de LH a bordo. Específicamente, la configuración de ala en caja estudiada puede lograr un alcance de 7100 km transportando 150 pasajeros, o alcances más cortos de 2300 km transportando 230 pasajeros. El avión de tubo y ala adaptado para LH competidor, que opera en la misma categoría y es compatible con las mismas restricciones de plataforma del aeropuerto, podría alcanzar una distancia de 1500 km transportando 110 pasajeros.

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