Metodología Avanzada de Dimensionamiento para un UAV eVTOL de Múltiples Modos Alimentado por una Celda de Combustible de Hidrógeno y Batería
Autores: An, Jae-Hyun; Kwon, Do-Youn; Jeon, Kwon-Su; Tyan, Maxim; Lee, Jae-Woo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Metodología Avanzada de Dimensionamiento para un UAV eVTOL de Múltiples Modos Alimentado por una Celda de Combustible de Hidrógeno y Batería
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Celdas de combustible de hidrógeno
Baterías
UAVs eVTOL
Metodología de dimensionamiento
Sistema de propulsión eléctrica
Requisitos de diseño
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Un inconveniente crítico de los UAV eVTOL alimentados por batería es su rango y resistencia limitados, y este inconveniente podría resolverse utilizando una combinación de pilas de combustible de hidrógeno y baterías. El objetivo de este documento es desarrollar una metodología de dimensionamiento para el UAV eVTOL tipo lift+cruise alimentado por una pila de combustible de hidrógeno y batería. Este documento presenta el método de análisis de restricciones para el vuelo hacia adelante/UAV multimodal VTOL, el modelo de regresión para el dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica, un método de dimensionamiento para un sistema de propulsión eléctrica y un sistema de pila de combustible de hidrógeno, y un método de análisis de transición. La masa total del UAV se calcula de manera iterativa hasta la convergencia, y se utiliza el método de optimización para garantizar que los resultados de dimensionamiento satisfagan los requisitos de diseño. Los resultados de dimensionamiento son la geometría, masa y datos de potencia del UAV. Para verificar la precisión de la metodología de dimensionamiento propuesta, se comparan los resultados de dimensionamiento y la fase de diseño conceptual de un UAV de 25 kg alimentado por pila de combustible de hidrógeno. Todos los parámetros tuvieron un error dentro del 10% y cumplieron con los requisitos de diseño.
Descripción
Un inconveniente crítico de los UAV eVTOL alimentados por batería es su rango y resistencia limitados, y este inconveniente podría resolverse utilizando una combinación de pilas de combustible de hidrógeno y baterías. El objetivo de este documento es desarrollar una metodología de dimensionamiento para el UAV eVTOL tipo lift+cruise alimentado por una pila de combustible de hidrógeno y batería. Este documento presenta el método de análisis de restricciones para el vuelo hacia adelante/UAV multimodal VTOL, el modelo de regresión para el dimensionamiento del sistema de propulsión eléctrica, un método de dimensionamiento para un sistema de propulsión eléctrica y un sistema de pila de combustible de hidrógeno, y un método de análisis de transición. La masa total del UAV se calcula de manera iterativa hasta la convergencia, y se utiliza el método de optimización para garantizar que los resultados de dimensionamiento satisfagan los requisitos de diseño. Los resultados de dimensionamiento son la geometría, masa y datos de potencia del UAV. Para verificar la precisión de la metodología de dimensionamiento propuesta, se comparan los resultados de dimensionamiento y la fase de diseño conceptual de un UAV de 25 kg alimentado por pila de combustible de hidrógeno. Todos los parámetros tuvieron un error dentro del 10% y cumplieron con los requisitos de diseño.