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Metodología de dimensionamiento y gestión de energía de una aeronave aire-tierra con sistema de propulsión híbrido turboeléctrico

Autores: Bai, Mingliang; Yang, Wenjiang; Li, Jianwei; Kosuda, Marek; Fozo, Ladislav; Kelemen, Miroslav

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Metodología de dimensionamiento y gestión de energía de una aeronave aire-tierra con sistema de propulsión híbrido turboeléctrico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Sistema de propulsión híbrido turboeléctrico
TEHPS
Aeronave
Sistema de almacenamiento de energía
HESS

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento propone una arquitectura de sistema de propulsión híbrido turboeléctrico distribuido (TEHPS) para aeronaves aéreo-terrestres (AGA) de alta potencia y gran carga. Se determina la composición del motor de turbina, el sistema de almacenamiento de energía híbrido (HESS) como unidad de potencia, los ventiladores ductados eléctricos distribuidos y las ruedas como unidad de propulsión. En primer lugar, se lleva a cabo la modelización de cada componente en el TEHPS, y se realizan análisis de potencia, energía y peso del sistema bajo los diferentes modos de operación. Los parámetros de dimensionamiento de los componentes principales se seleccionan en función de un algoritmo genético para obtener el peso total óptimo y la eficiencia de propulsión, y el marco de gestión de energía desde el nivel superior hasta el nivel inferior se completa adoptando una estrategia de consumo equivalente mínimo y control de lógica difusa. Bajo el perfil de misión anfibia aéreo-terrestre, los resultados de la simulación indican que el TEHPS puede lograr una tasa de optimización del consumo de combustible y emisiones del 21.80% a costa de un aumento del 10.53% en la masa total de la aeronave en comparación con el tren motriz solo de petróleo. El HESS puede representar hasta el 29% y el 33.56% de las proporciones de energía y potencia en el TEHPS, y reducir la masa en un 8.1% y el volumen en un 3.77% en comparación con el almacenamiento de energía único, lo que puede proporcionar perspectivas teóricas para la forma de composición del tren motriz, dimensionamiento y gestión de energía de futuras aeronaves híbridas aéreo-terrestres.

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