Análisis que conduce al diseño de un banco de pruebas híbrido de motores múltiples a gas y eléctricos
Autores: Kumierek, Agata; Grzeszczyk, Rafa; Strohmayer, Andreas; Galinski, Cezary
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Análisis que conduce al diseño de un banco de pruebas híbrido de motores múltiples a gas y eléctricos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aumentar
Diseño de aeronaves
Emisiones
Ruido
Conceptos de propulsión alternativa
Tren motriz híbrido-eléctrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Dada el aumento del tráfico aéreo, los principales desafíos en el diseño de aeronaves son las emisiones en vuelo y el ruido percibido por la comunidad. Estos problemas se han solucionado hasta ahora mediante mejoras incrementales en aerodinámica, tecnología de motores y operación. Para reducir drásticamente la huella de carbono de la aviación hacia un sistema de transporte aéreo respetuoso con el medio ambiente, los conceptos de propulsión alternativa son una de las áreas de investigación y primeras aplicaciones más prometedoras. En este contexto, el objetivo de integrar un tren motriz híbrido-eléctrico con un fuselaje adecuado es aumentar la eficiencia mientras se reducen las emisiones en vuelo, se disminuye el ruido para la comunidad, se reducen los costos operativos directos y se aumenta la fiabilidad. Este artículo presenta un enfoque económico para probar pequeñas aeronaves tripuladas con un sistema de propulsión híbrido de combustible-eléctrico. Primero, se presentan las suposiciones de diseño de la plataforma de vuelo de investigación. A continuación, se analizan las modificaciones del planeador biplaza existente. Estas modificaciones son necesarias para adaptar el sistema de propulsión híbrido de combustible-eléctrico. El análisis nos permite seleccionar los elementos de un sistema híbrido eléctrico apropiado. También muestra que este tipo de sistema de propulsión experimental pequeño puede montarse en un planeador acrobático biplaza sin modificaciones estructurales significativas y aún cumplir con los puntos más importantes de la Norma de Certificación-22. Finalmente, se describe el diseño del banco de pruebas en tierra para el sistema de propulsión. Se cree que un examen exhaustivo del sistema de propulsión en tierra revelará tanto las ventajas como las desventajas del sistema. Esto debería facilitar la instalación exitosa del sistema en estudio en una aeronave voladora.
Descripción
Dada el aumento del tráfico aéreo, los principales desafíos en el diseño de aeronaves son las emisiones en vuelo y el ruido percibido por la comunidad. Estos problemas se han solucionado hasta ahora mediante mejoras incrementales en aerodinámica, tecnología de motores y operación. Para reducir drásticamente la huella de carbono de la aviación hacia un sistema de transporte aéreo respetuoso con el medio ambiente, los conceptos de propulsión alternativa son una de las áreas de investigación y primeras aplicaciones más prometedoras. En este contexto, el objetivo de integrar un tren motriz híbrido-eléctrico con un fuselaje adecuado es aumentar la eficiencia mientras se reducen las emisiones en vuelo, se disminuye el ruido para la comunidad, se reducen los costos operativos directos y se aumenta la fiabilidad. Este artículo presenta un enfoque económico para probar pequeñas aeronaves tripuladas con un sistema de propulsión híbrido de combustible-eléctrico. Primero, se presentan las suposiciones de diseño de la plataforma de vuelo de investigación. A continuación, se analizan las modificaciones del planeador biplaza existente. Estas modificaciones son necesarias para adaptar el sistema de propulsión híbrido de combustible-eléctrico. El análisis nos permite seleccionar los elementos de un sistema híbrido eléctrico apropiado. También muestra que este tipo de sistema de propulsión experimental pequeño puede montarse en un planeador acrobático biplaza sin modificaciones estructurales significativas y aún cumplir con los puntos más importantes de la Norma de Certificación-22. Finalmente, se describe el diseño del banco de pruebas en tierra para el sistema de propulsión. Se cree que un examen exhaustivo del sistema de propulsión en tierra revelará tanto las ventajas como las desventajas del sistema. Esto debería facilitar la instalación exitosa del sistema en estudio en una aeronave voladora.