Diseño Conceptual de un Sistema de Propulsión Distribuida en Capas para Mejorar el Beneficio de Ahorro de Energía de la Ingesta de Capa Límite
Autores: Li, Zhiping; Lu, Yujiang; Pan, Tianyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño Conceptual de un Sistema de Propulsión Distribuida en Capas para Mejorar el Beneficio de Ahorro de Energía de la Ingesta de Capa Límite
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de propulsión distribuida
BLI
Ingestión de capa límite
AAM sostenible
Movilidad aérea avanzada
Aeronaves BWB
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de propulsión distribuida (DPS) que utiliza la ingestión de capa límite (BLI) ha mostrado un gran potencial para reducir el consumo de energía de la movilidad aérea avanzada (AAM), como los aviones de cuerpo de ala mixta (BWB). Sin embargo, la ingestión de la capa límite facilita la separación del flujo dentro del conducto en forma de S, y la distorsión consecuente debido a la separación del flujo puede reducir drásticamente el rendimiento aerodinámico del ventilador, lo que contrarresta el beneficio de ahorro de energía de BLI. Al analizar la fuente de ahorro de energía y pérdida de energía de BLI, este documento presenta el concepto de sistema de propulsión distribuida en capas (LDPS), en el que el flujo de corriente libre y el flujo de capa límite se ingieren por separado para mejorar el beneficio de ahorro de energía de BLI. Con el fin de verificar preliminarmente la viabilidad de LDPS, se modifica un DPS existente. Se estudian los parámetros de diseño y el rendimiento del sistema de LDPS utilizando un modelo de motor 1D. Los resultados muestran que hay una relación óptima del FPR (relación de presión del ventilador) para el FSE (motor de corriente libre) y el BLE (motor de capa límite) que maximiza el PSC (coeficiente de ahorro de energía) de LDPS. Esta relación óptima de FPR para los dos ventiladores se puede obtener cuando las velocidades de salida del FSE y del BLE son las mismas. Bajo la relación óptima de FPR para los dos ventiladores, el PSC de LDPS se mejora en un 5.83% en comparación con el DPS convencional.
Descripción
El sistema de propulsión distribuida (DPS) que utiliza la ingestión de capa límite (BLI) ha mostrado un gran potencial para reducir el consumo de energía de la movilidad aérea avanzada (AAM), como los aviones de cuerpo de ala mixta (BWB). Sin embargo, la ingestión de la capa límite facilita la separación del flujo dentro del conducto en forma de S, y la distorsión consecuente debido a la separación del flujo puede reducir drásticamente el rendimiento aerodinámico del ventilador, lo que contrarresta el beneficio de ahorro de energía de BLI. Al analizar la fuente de ahorro de energía y pérdida de energía de BLI, este documento presenta el concepto de sistema de propulsión distribuida en capas (LDPS), en el que el flujo de corriente libre y el flujo de capa límite se ingieren por separado para mejorar el beneficio de ahorro de energía de BLI. Con el fin de verificar preliminarmente la viabilidad de LDPS, se modifica un DPS existente. Se estudian los parámetros de diseño y el rendimiento del sistema de LDPS utilizando un modelo de motor 1D. Los resultados muestran que hay una relación óptima del FPR (relación de presión del ventilador) para el FSE (motor de corriente libre) y el BLE (motor de capa límite) que maximiza el PSC (coeficiente de ahorro de energía) de LDPS. Esta relación óptima de FPR para los dos ventiladores se puede obtener cuando las velocidades de salida del FSE y del BLE son las mismas. Bajo la relación óptima de FPR para los dos ventiladores, el PSC de LDPS se mejora en un 5.83% en comparación con el DPS convencional.