Estudio de una aeronave regional de turbohélice con turbina de gas asistida eléctricamente
Autores: Habermann, Anaïs Luisa; Kolb, Moritz Georg; Maas, Philipp; Kellermann, Hagen; Rischmüller, Carsten; Peter, Fabian; Seitz, Arne
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio de una aeronave regional de turbohélice con turbina de gas asistida eléctricamente
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propulsión híbrido-eléctrica
Aviación comercial regional
Potencial de reducción de combustible
Concepto de turbohélice
Concepto de gestión térmica
Entorno de diseño de aeronaves
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
La propulsión híbrido-eléctrica (HEP) podría ser parte de la solución para disminuir las emisiones asociadas con la aviación comercial regional. Este estudio presenta resultados sobre el potencial de reducción de combustible a nivel de aeronave de un concepto de turbohélice regional con una arquitectura HEP y entrada en servicio (EIS) en 2035 o más. La configuración aborda específicamente los desafíos elaborados de introducir una fuente adicional de energía eléctrica a la configuración mediante una asistencia eléctrica doble a un motor de turbina en combinación con un innovador concepto de gestión térmica. Se modelaron e incorporaron componentes y disciplinas relevantes en un entorno de diseño de aeronaves integrado. Se investigó a fondo el comportamiento y la interacción de la arquitectura HEP con la aeronave. Se derivó una configuración de mejor rendimiento y se comparó con una configuración de referencia convencional siguiendo un enfoque de aeronave de última generación (SoA). Para una misión típica con un alcance de 200 millas náuticas, se encontró una reducción de combustible de 9.6%. Sin embargo, las características de rendimiento de la batería asumidas limitaron el potencial de reducción y llevaron a un aumento en el consumo de combustible para la misión de diseño de 600 millas náuticas. Además, obtener los subsistemas no propulsores directamente de la batería a bordo fue perjudicial. El innovador sistema de gestión térmica (TMS) ubicado en el flujo de aire de la hélice mostró un efecto sinérgico con la configuración investigada.
Descripción
La propulsión híbrido-eléctrica (HEP) podría ser parte de la solución para disminuir las emisiones asociadas con la aviación comercial regional. Este estudio presenta resultados sobre el potencial de reducción de combustible a nivel de aeronave de un concepto de turbohélice regional con una arquitectura HEP y entrada en servicio (EIS) en 2035 o más. La configuración aborda específicamente los desafíos elaborados de introducir una fuente adicional de energía eléctrica a la configuración mediante una asistencia eléctrica doble a un motor de turbina en combinación con un innovador concepto de gestión térmica. Se modelaron e incorporaron componentes y disciplinas relevantes en un entorno de diseño de aeronaves integrado. Se investigó a fondo el comportamiento y la interacción de la arquitectura HEP con la aeronave. Se derivó una configuración de mejor rendimiento y se comparó con una configuración de referencia convencional siguiendo un enfoque de aeronave de última generación (SoA). Para una misión típica con un alcance de 200 millas náuticas, se encontró una reducción de combustible de 9.6%. Sin embargo, las características de rendimiento de la batería asumidas limitaron el potencial de reducción y llevaron a un aumento en el consumo de combustible para la misión de diseño de 600 millas náuticas. Además, obtener los subsistemas no propulsores directamente de la batería a bordo fue perjudicial. El innovador sistema de gestión térmica (TMS) ubicado en el flujo de aire de la hélice mostró un efecto sinérgico con la configuración investigada.