Dimensionamiento preliminar de sistemas de propulsión eléctrica para diseños de aeronaves conceptuales
Autores: Hu, Josin; Booker, Julian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Dimensionamiento preliminar de sistemas de propulsión eléctrica para diseños de aeronaves conceptuales
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Impulsar
Más ecológico
Industria de la aviación
Electrificación
Modelado de trenes de potencia
Dimensionamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El impulso hacia un futuro más verde y sostenible está alentando a la industria de la aviación a avanzar hacia una mayor electrificación de su flota. El desarrollo de tecnologías de propulsión eléctrica también requiere nuevos enfoques para evaluar su viabilidad en configuraciones novedosas. Se propone una metodología que consiste en cuatro sub-procedimientos: modelado del tren motriz, análisis de rendimiento, modelado aerodinámico y dimensionamiento. Este enfoque considera inicialmente el modelado del tren motriz utilizando representaciones simbólicas de la AIAA, y una revisión de la literatura disponible establece valores de referencia de eficiencia, potencia específica, energía específica y consumo específico de combustible. El procedimiento de dimensionamiento incluye un análisis de misión y aerodinámico para determinar los requisitos de energía y potencia, y se basa en un modelo de regresión de masa basado en aeronaves totalmente eléctricas, híbridas, VTOL y de ala fija encontradas en la literatura. La metodología se ha aplicado a cinco estudios de caso que son representativos de una amplia gama de misiones y configuraciones. Sus masas predichas del procedimiento de dimensionamiento han sido validadas contra sus masas reales. La masa total predicha muestra generalmente una buena concordancia con los valores reales, y además, se han predicho valores precisos para la masa activa. Un análisis de sensibilidad del procedimiento de dimensionamiento sugiere que el trabajo futuro podría incluir un análisis más preciso de la aerodinámica y la misión si la metodología se aplicara para seleccionar conceptos de aeronaves.
Descripción
El impulso hacia un futuro más verde y sostenible está alentando a la industria de la aviación a avanzar hacia una mayor electrificación de su flota. El desarrollo de tecnologías de propulsión eléctrica también requiere nuevos enfoques para evaluar su viabilidad en configuraciones novedosas. Se propone una metodología que consiste en cuatro sub-procedimientos: modelado del tren motriz, análisis de rendimiento, modelado aerodinámico y dimensionamiento. Este enfoque considera inicialmente el modelado del tren motriz utilizando representaciones simbólicas de la AIAA, y una revisión de la literatura disponible establece valores de referencia de eficiencia, potencia específica, energía específica y consumo específico de combustible. El procedimiento de dimensionamiento incluye un análisis de misión y aerodinámico para determinar los requisitos de energía y potencia, y se basa en un modelo de regresión de masa basado en aeronaves totalmente eléctricas, híbridas, VTOL y de ala fija encontradas en la literatura. La metodología se ha aplicado a cinco estudios de caso que son representativos de una amplia gama de misiones y configuraciones. Sus masas predichas del procedimiento de dimensionamiento han sido validadas contra sus masas reales. La masa total predicha muestra generalmente una buena concordancia con los valores reales, y además, se han predicho valores precisos para la masa activa. Un análisis de sensibilidad del procedimiento de dimensionamiento sugiere que el trabajo futuro podría incluir un análisis más preciso de la aerodinámica y la misión si la metodología se aplicara para seleccionar conceptos de aeronaves.