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Configuraciones Propulsivas de Aeronaves Innovadoras: Evaluación de Tecnología y Operaciones en el Proyecto SIENA

Autores: Sirtori, Gabriele; Aigner, Benedikt; Wehrle, Erich; Riboldi, Carlo E. D.; Trainelli, Lorenzo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Configuraciones Propulsivas de Aeronaves Innovadoras: Evaluación de Tecnología y Operaciones en el Proyecto SIENA


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Tecnologías de propulsión innovadoras
Arquitecturas de aeronaves
Indicadores de rendimiento tecnológico
Hidrógeno
Pilas de combustible
Descarbonización de la aviación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este documento, desarrollado en el contexto del proyecto Clean Sky 2 SIENA (Investigación de Escalabilidad de conceptos híbrido-eléctricos para aeronaves de próxima generación), se lleva a cabo un análisis extenso para identificar y acelerar el desarrollo de tecnologías y arquitecturas de propulsión innovadoras que puedan escalarse a través de cinco categorías de aeronaves, desde pequeños aviones de aviación general hasta aviones de línea de largo alcance. Las arquitecturas propulsivas evaluadas consideran varios componentes como baterías y pilas de combustible para proporcionar electricidad, así como motores eléctricos y motores a reacción para proporcionar empuje, combinados para encontrar arquitecturas de aeronaves viables que satisfagan las restricciones de certificación y ofrezcan el rendimiento requerido. Los resultados proporcionan un análisis integral del impacto de los indicadores clave de rendimiento tecnológico en el rendimiento de las aeronaves. También destacan los puntos de cambio tecnológico, así como el potencial para escalar tecnologías de aeronaves más pequeñas a más grandes, basándose en diferentes hipótesis y suposiciones sobre los próximos avances tecnológicos de componentes cruciales para la descarbonización de la aviación. Dado los escenarios considerados, el denominador común de los resultados obtenidos es el hidrógeno como la principal fuente de energía. El trabajo presentado muestra que, para los modelos subyacentes y las suposiciones tecnológicas, el hidrógeno puede ser utilizado de manera eficiente por pilas de combustible para la propulsión y la energía del sistema en aeronaves más pequeñas (aviación general, commuter y regional), típicamente impulsadas por hélices. Para aeronaves a reacción de corto a largo alcance, la combustión directa de hidrógeno combinada con una pila de combustible para alimentar los subsistemas a bordo parece favorable. Los resultados se obtienen para dos escenarios temporales diferentes, 2030 y 2050, y se evalúan utilizando la Eficiencia Energética de Carga-Rango como el indicador clave de rendimiento. Naturalmente, la introducción de tales arquitecturas innovadoras enfrentará una falta de regulación aplicable, lo que podría obstaculizar una entrada en servicio fluida. Estas lagunas regulatorias se evalúan, detallando el nivel de madurez en las regulaciones actuales para las diferentes tecnologías y categorías de aeronaves.

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