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Método de Dimensionamiento Inicial Adaptativo y Evaluación de Seguridad para Aeronaves Regionales Híbrido-Eléctricas

Autores: Moebs, Nicolas; Eisenhut, Dominik; Windels, Evert; van der Pols, Jenny; Strohmayer, Andreas

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Método de Dimensionamiento Inicial Adaptativo y Evaluación de Seguridad para Aeronaves Regionales Híbrido-Eléctricas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Amigable con el clima
Sector de la aviación
Trenes de potencia híbrido-eléctricos
Arquitecturas de trenes de potencia
Consumo de combustible
Evaluación de seguridad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
A raíz de muchas iniciativas amigables con el clima, el sector de la aviación debe volverse más sostenible. Un camino potencial para las aerolíneas regionales podría ser la instalación de trenes de potencia híbrido-eléctricos. En este trabajo, se lleva a cabo un estudio conceptual del diseño de varias arquitecturas de trenes de potencia. Esto ayuda al diseñador a generar rápidamente números aproximados sobre las características básicas de nuevas configuraciones de aeronaves. Estos resultados pueden ser utilizados para avanzar en la modelización de subsistemas o mejorar los valores iniciales en el siguiente diseño preliminar de aeronaves. Después de la selección de arquitecturas representativas, se recopilaron supuestos tecnológicos razonables, que oscilan entre un escenario conservador y uno optimista. Esto se hizo para los componentes del tren de potencia, varios conceptos de almacenamiento de energía y cambios estructurales y aerodinámicos. El método de dimensionamiento inicial se desarrolló construyendo dos bucles de iteración de dimensionamiento interconectados. Además, se integró una evaluación de seguridad debido a los muchos componentes no convencionales en la configuración del tren de potencia. Los resultados muestran que el consumo de combustible de una aeronave convencional no se reduce con una aeronave de tren de potencia híbrido-eléctrico basada en supuestos tecnológicos conservadores. Sin embargo, en el escenario optimista, las arquitecturas de tren de potencia seleccionadas muestran una caída significativa en el consumo de combustible en comparación con la convencional. Además, el uso de efectos sinérgicos y optimizaciones sistemáticas del tren de potencia puede disminuir aún más el consumo de combustible. En conclusión, se demostró que este método de dimensionamiento inicial puede calcular diseños completos de aeronaves híbrido-eléctricas a un nivel conceptual. Los resultados pueden presentar rápidamente tendencias que son razonables y útiles. Además, la evaluación de seguridad proporciona evidencia sobre qué niveles de seguridad deben considerarse para los diferentes componentes en el desarrollo de trenes de potencia híbrido-eléctricos.

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