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Influencia de las Nuevas Tecnologías de Estructuras Aeronáuticas en la Viabilidad de la Aviación Regional Totalmente Eléctrica

Autores: Karpuk, Stanislav; Elham, Ali

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Influencia de las Nuevas Tecnologías de Estructuras Aeronáuticas en la Viabilidad de la Aviación Regional Totalmente Eléctrica


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Viabilidad
Aviación eléctrica regional
Tecnologías novedosas
Densidad de energía de baterías
Tecnologías de fuselaje
Técnicas de almacenamiento de energía

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La viabilidad de la aviación eléctrica regional para reducir el impacto ambiental depende en gran medida de los avances tecnológicos en técnicas de almacenamiento de energía, la densidad de energía de las baterías disponibles y las tecnologías de motores eléctricos de alta potencia. Sin embargo, las nuevas tecnologías de fuselaje también afectan fuertemente la viabilidad de una aeronave eléctrica regional. En este documento, se investigó la influencia de las nuevas tecnologías en la viabilidad de la aviación eléctrica regional. Se aplicaron tres tecnologías revolucionarias a una nueva aeronave regional totalmente eléctrica: control activo de flujo, alivio activo de carga y nuevos conceptos de materiales y estructuras. Se realizó un diseño conceptual inicial y un análisis de misión de la aeronave utilizando el marco de diseño de aeronaves SUAVE, y se estudiaron las sensibilidades de las tecnologías más importantes sobre las características y el rendimiento de la aeronave. Los resultados obtenidos se compararon con una aeronave ATR-72 de referencia. Los resultados mostraron que se podría diseñar una aeronave totalmente eléctrica con tecnologías de fuselaje con un aumento del peso máximo de despegue del 50% comenzando desde una densidad de energía de paquete de baterías de 700 Wh/kg. El nivel de emisiones de una aeronave totalmente eléctrica con nuevas tecnologías se reduce en un 81% en comparación con el ATR-72. Por otro lado, las nuevas tecnologías no contribuyen a la reducción de los Costos Operativos Directos (DOC) a partir de 700 Wh/kg en comparación con una aeronave totalmente eléctrica sin tecnologías. Un aumento en los DOC varía del 43% al 30% dependiendo de la densidad de energía de la batería, lo que crea un obstáculo significativo en el mercado para este tipo de aviones. Además, la aeronave muestra altos niveles de consumo de energía, lo que preocupa su eficiencia energética. Finalmente, se evaluó la sensibilidad de los DOC a las nuevas tecnologías y las sensibilidades de las características de la aeronave a cada tecnología.

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