Diseño Conceptual y Estudio de Viabilidad de Aeronave Híbrida con Alas
Autores: Gangadhar, Akshay; Manikandan, Murugaiah; Rajaram, Dushhyanth; Mavris, Dimitri
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño Conceptual y Estudio de Viabilidad de Aeronave Híbrida con Alas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Dirigibles híbridos
Dirigible híbrido alado
Energía solar
Metodología de diseño
Optimización por Enjambre de Partículas
Estudio de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, los dirigibles híbridos han sido identificados como alternativas prometedoras para misiones de alta altitud y larga duración. En este estudio, se presenta una metodología de diseño para estudiar la viabilidad de un dirigible híbrido alado alimentado por energía solar. La metodología propuesta involucra cinco disciplinas del dirigible, a saber, geometría, aerodinámica, medio ambiente, energía y estructuras, que se han acoplado para desarrollar un diseño óptimo que incorpore las máximas ventajas de los módulos. Se han finalizado un total de catorce variables de diseño, que son necesarias para llevar a cabo el dimensionamiento del sobre, el ala y la disposición de los paneles solares. Se implementa el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para llevar a cabo la optimización de una función de aptitud definida por el usuario para condiciones de operación definidas por el usuario. El estudio de optimización está sujeto a restricciones generales de equilibrio de peso y equilibrio de energía. Se han obtenido soluciones óptimas para dos configuraciones diferentes: el dirigible convencional y el dirigible híbrido alado. Las soluciones se han obtenido para cuatro días diferentes del año, con el fin de analizar los posibles beneficios y desventajas de las dos configuraciones para las condiciones variables a lo largo de un año. Los resultados obtenidos se encuentran generalmente en excelente acuerdo con las restricciones impuestas. Se encontró que la configuración del dirigible híbrido alado no ofrecía beneficios significativos en comparación con la configuración convencional. El análisis de los parámetros clave y los valores de datos respalda fácilmente esta conclusión.
Descripción
En los últimos años, los dirigibles híbridos han sido identificados como alternativas prometedoras para misiones de alta altitud y larga duración. En este estudio, se presenta una metodología de diseño para estudiar la viabilidad de un dirigible híbrido alado alimentado por energía solar. La metodología propuesta involucra cinco disciplinas del dirigible, a saber, geometría, aerodinámica, medio ambiente, energía y estructuras, que se han acoplado para desarrollar un diseño óptimo que incorpore las máximas ventajas de los módulos. Se han finalizado un total de catorce variables de diseño, que son necesarias para llevar a cabo el dimensionamiento del sobre, el ala y la disposición de los paneles solares. Se implementa el algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para llevar a cabo la optimización de una función de aptitud definida por el usuario para condiciones de operación definidas por el usuario. El estudio de optimización está sujeto a restricciones generales de equilibrio de peso y equilibrio de energía. Se han obtenido soluciones óptimas para dos configuraciones diferentes: el dirigible convencional y el dirigible híbrido alado. Las soluciones se han obtenido para cuatro días diferentes del año, con el fin de analizar los posibles beneficios y desventajas de las dos configuraciones para las condiciones variables a lo largo de un año. Los resultados obtenidos se encuentran generalmente en excelente acuerdo con las restricciones impuestas. Se encontró que la configuración del dirigible híbrido alado no ofrecía beneficios significativos en comparación con la configuración convencional. El análisis de los parámetros clave y los valores de datos respalda fácilmente esta conclusión.