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Sobre los Potenciales de la Integración de la Combustión de Ganancia de Presión con un Sistema de Propulsión Eléctrica Híbrido

Autores: Kim, Dongsuk; Asli, Majid; Höschler, Klaus

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Sobre los Potenciales de la Integración de la Combustión de Ganancia de Presión con un Sistema de Propulsión Eléctrica Híbrido


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Emisiones contaminantes
Propulsión de aviación
Sistema de propulsión híbrido eléctrico
Combustión de ganancia de presión
HEPS
PGC
Detonación
Eficiencia térmica
Motores
Motor turbohélice
Software Gasturb
Simulink
Herramienta T-MATS
Termodinámica
Configuraciones
Valores de ganancia de presión
RDC
Eficiencia
Consumo de combustible
Turbinas de gas
Condición de entrada del quemador
Temperatura de Entrada de Turbina
TIT
Fase de despegue
Condiciones óptimas del quemador
Degradación de la eficiencia de la turbina.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
A medida que el problema de las emisiones contaminantes de la propulsión de la aviación se intensifica, la investigación en sistemas de propulsión alternativos está ganando impulso. Dos tecnologías prometedoras son el Sistema de Propulsión Híbrido Eléctrico (HEPS) y la Combustión de Ganancia de Presión (PGC). Se espera que el HEPS reduzca las emisiones contaminantes al disminuir el consumo de combustible, mientras que la PGC utiliza la detonación en la cámara de combustión para aumentar la eficiencia térmica de los motores al elevar la presión total durante la combustión. Este estudio explora extensamente la integración de estas dos tecnologías emergentes, evaluando a fondo las ventajas que surgen de su combinación. Primero, se toma como referencia y se modela el conocido motor turbohélice PW127 utilizando el software Gasturb. El modelo se integra en Simulink utilizando la herramienta T-MATS, añadiendo componentes de HEPS y ganancia de presión para analizar la termodinámica de varias configuraciones bajo diferentes valores de ganancia de presión y parámetros de HEPS. El análisis, realizado hasta la fase de crucero de la aeronave base, revela que la aplicación de la combustión de ganancia de presión a través de la Combustión de Detonación Rotativa (RDC) resulta en un aumento más significativo en la eficiencia y una disminución en el consumo de combustible en comparación con el HEPS con turbinas de gas convencionales. Sin embargo, el HEPS ayuda a mantener una condición de entrada de combustor más uniforme y reduce la Temperatura de Entrada de Turbina (TIT) en la fase de despegue, donde de otro modo se produce la TIT más alta. Los resultados sugieren que la integración de HEPS con PGC puede ser beneficiosa para mantener condiciones óptimas en el combustor y mitigar la degradación de la eficiencia de la turbina.

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