logo móvil
Contáctanos

Hacia un diseño óptimo de alas para nuevas oportunidades de fuselaje y propulsión

Autores: Wahler, Nicolas F. M.; Elham, Ali

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

Descargar PDF

Acceso abierto

Artículo científico
2025

Hacia un diseño óptimo de alas para nuevas oportunidades de fuselaje y propulsión


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Sostenibilidad
Aeronaves
Propulsión por hidrógeno
Geometría de alas
Optimización
Emisiones

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se han establecido objetivos de sostenibilidad estrictos para la próxima generación de aeronaves. Un concepto innovador prometedor de fuselaje es el avión de ala con soporte de estruturas de alta relación de aspecto (SBWA). Los conceptos impulsados por hidrógeno son fuertes candidatos para la propulsión sostenible. El estudio investiga la influencia de la propulsión con hidrógeno líquido (LH2) en la geometría óptima del ala de SBWA de rango medio para objetivos de costo mínimo y mínima emisión. Se realizan optimizaciones multiobjetivo en dos marcos de optimización de diferente fidelidad para los conceptos de SBWA impulsados por queroseno y LH2. Además, una variedad de diseños óptimos de Pareto muestra los cambios en la forma optimizada del ala para el ponderado variable de los dos objetivos. Los resultados muestran que las diferencias en la geometría óptima del ala entre los resultados impulsados por queroseno y LH2 para cada función objetivo respectiva son pequeñas. Para ambas aeronaves, el objetivo de mínima emisión optimiza para menores consumos de combustible y, por lo tanto, menores emisiones, aunque con un aumento en la masa estructural del ala. El objetivo de costo mínimo equilibra las reducciones en las masas estructurales y de combustible, resultando en un diseño más ligero a relaciones de aspecto más bajas. Otros parámetros de forma del ala solo tienen contribuciones menores. Aunque las relaciones de aspecto del ala para ambos objetivos difieren en aproximadamente un 50%, los cambios reales son solo del 2.5% en combustible y del 1.5% en el costo operativo directo (DOC). Debido a un conjunto más grande de variables de diseño utilizadas en las optimizaciones de mayor fidelidad, se generan más oportunidades de reducción de arrastre parásito y de onda, lo que resulta en relaciones de aspecto óptimas aumentadas.

Otros recursos que podrían interesarte

Temas Virtualpro