Diseño de Aeronaves de Propulsión Híbrida Eléctrica Distribuida Basado en la Gestión de Asignación de Potencia Optimizada Convexa
Autores: Xiao, Lingfei; Tan, Yushuo; Zhang, Xiaole; Han, Zirui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de Aeronaves de Propulsión Híbrida Eléctrica Distribuida Basado en la Gestión de Asignación de Potencia Optimizada Convexa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aeronaves
Rendimiento aerodinámico
Consumo de combustible
Aeronaves de propulsión eléctrica híbrida distribuida
Gestión de asignación de potencia
Optimización convexa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Con el fin de garantizar que las aeronaves tengan vuelos de medio y largo alcance, un rendimiento aerodinámico mejorado y un consumo de combustible reducido, este documento presenta un esquema de diseño original de Aeronave de Propulsión Híbrida Eléctrica Distribuida (DHEPA) y propone un nuevo método de gestión de asignación de potencia basado en optimización convexa. En primer lugar, tomando como referencia la aeronave de propósito general Tecnam P2006T, se seleccionan y modelan los componentes clave del DHEPA. Luego, se propone un método de gestión de asignación de potencia para el DHEPA basado en optimización convexa, que toma el consumo mínimo de combustible como índice de rendimiento para realizar la asignación razonable de la batería y el motor, evitando al mismo tiempo caer en el óptimo local de asignación. Finalmente, se utilizan la teoría del momento y métodos de simulación numérica para analizar el efecto de mejora aerodinámica de la hélice en el ala del DHEPA, y se utiliza un método de dinámica para calcular el rendimiento dinámico de la aeronave en varias etapas importantes. Los resultados muestran que, en comparación con la aeronave de referencia, la sustentación del DHEPA se incrementa en un 46%. Bajo sectores típicos, el DHEPA tiene una mayor tasa de ascenso y una velocidad máxima de nivelación en crucero, y un consumo de combustible significativamente menor.
Descripción
Con el fin de garantizar que las aeronaves tengan vuelos de medio y largo alcance, un rendimiento aerodinámico mejorado y un consumo de combustible reducido, este documento presenta un esquema de diseño original de Aeronave de Propulsión Híbrida Eléctrica Distribuida (DHEPA) y propone un nuevo método de gestión de asignación de potencia basado en optimización convexa. En primer lugar, tomando como referencia la aeronave de propósito general Tecnam P2006T, se seleccionan y modelan los componentes clave del DHEPA. Luego, se propone un método de gestión de asignación de potencia para el DHEPA basado en optimización convexa, que toma el consumo mínimo de combustible como índice de rendimiento para realizar la asignación razonable de la batería y el motor, evitando al mismo tiempo caer en el óptimo local de asignación. Finalmente, se utilizan la teoría del momento y métodos de simulación numérica para analizar el efecto de mejora aerodinámica de la hélice en el ala del DHEPA, y se utiliza un método de dinámica para calcular el rendimiento dinámico de la aeronave en varias etapas importantes. Los resultados muestran que, en comparación con la aeronave de referencia, la sustentación del DHEPA se incrementa en un 46%. Bajo sectores típicos, el DHEPA tiene una mayor tasa de ascenso y una velocidad máxima de nivelación en crucero, y un consumo de combustible significativamente menor.