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Evaluación del rendimiento de un sistema de control ambiental integrado de vehículos hipersónicos civiles

Autores: Viola, Nicole; Ferretto, Davide; Fusaro, Roberta; Scigliano, Roberto

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Evaluación del rendimiento de un sistema de control ambiental integrado de vehículos hipersónicos civiles


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Arquitectura
Rendimiento
Sistema de control ambiental
Hidrógeno líquido criogénico
Intercambiadores de calor
Aislamiento convectivo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento revela la arquitectura y el rendimiento relacionado de un sistema de control ambiental diseñado para integrarse dentro de un complejo sistema de gestión térmica y energética multifuncional que gestiona las cargas térmicas y la generación de energía eléctrica en un vehículo hipersónico aprovechando la presencia de hidrógeno líquido criogénico a bordo. Se sugiere una arquitectura sin sangrado que implementa un ciclo de bucle abierto con una máquina de ciclo de aire subfrío de arranque. La evaporación de hidrógeno resulta ser una fuente de frío viable para los intercambiadores de calor del sistema, así como para la capa de aislamiento convectivo diseñada alrededor de las paredes de la cabina. Incluir una capa convectiva de 2 mm de evaporación en la sección transversal de la cabina resulta ser mucho más efectiva que una capa convectiva de aire más tradicional de aproximadamente 60 mm. La aplicación al STRATOFLY MR3, un crucero waverider a Mach 8 que utiliza hidrógeno líquido como propulsor, confirmó que la presencia de tanques criogénicos proporciona hasta un 70% de reducción en los flujos de calor que entran en la cabina generados fuera de ella, pero dentro del vehículo, por el sistema propulsor y otros sistemas a bordo. La efectividad de la arquitectura se confirmó para todos los números de Mach (de 0.3 a 8) y todas las altitudes de vuelo (desde el nivel del mar hasta 35 km).

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