Mejora del Rendimiento de Despegue para una Aeronave Commuter Eléctrica Debido a la Propulsión Eléctrica Distribuida
Autores: Cusati, Vincenzo; Corcione, Salvatore; Nicolosi, Fabrizio; Zhang, Qinyin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Mejora del Rendimiento de Despegue para una Aeronave Commuter Eléctrica Debido a la Propulsión Eléctrica Distribuida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Soluciones ambientalmente responsables
Tecnología aeronáutica
Fuentes de combustible tradicionales
Emisiones
Sistemas de propulsión
Propulsión eléctrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La necesidad de soluciones ambientalmente responsables en la tecnología aeronáutica se considera ahora la prioridad para los desafíos globales relacionados con el suministro limitado de fuentes de combustible tradicionales y los posibles peligros globales asociados con las emisiones producidas por los sistemas de propulsión de aeronaves tradicionales. Varios proyectos, incluida la investigación de conceptos de aeronaves subsónicas altamente avanzadas para reducir drásticamente el uso de energía o combustible, el ruido comunitario y las emisiones asociadas con la aviación, están en curso. Uno de los conceptos de propulsión propuestos que aborda los objetivos ambientales europeos es la propulsión eléctrica distribuida. Este documento trata sobre los análisis aerodinámicos detallados de una aeronave de transporte totalmente eléctrica con pilas de combustible, que espera tener dos motores eléctricos principales en la punta del ala y otros ocho motores eléctricos distribuidos a lo largo de la envergadura como fuentes de energía secundarias. El objetivo principal fue la estimación numérica de los efectos propulsores en términos de capacidades de sustentación en condiciones de despegue para cuantificar la posible reducción de la longitud del campo de despegue. Sin embargo, la aeronave fue diseñada desde cero, y por lo tanto se dedicó un gran esfuerzo a diseñar tanto las hélices (para los motores eléctricos de punta y distribuidos) como el flaps del ala. En este sentido, se realizaron varias pruebas numéricas para obtener una de las mejores posiciones posibles del flap. Este trabajo de investigación estimó una reducción de aproximadamente el 14% de la longitud del campo de despegue debido únicamente a los efectos propulsores. Se podría lograr una mayor reducción de hasta el 27%, en comparación con una aeronave de transporte convencional de referencia, gracias a un efecto combinado de propulsión distribuida y un diseño refinado del flap Fowler. Por el contrario, se encontró un incremento significativo del momento de cabeceo debido a la propulsión distribuida que puede tener un impacto no despreciable en la estabilidad, el control y la resistencia de ajuste de la aeronave.
Descripción
La necesidad de soluciones ambientalmente responsables en la tecnología aeronáutica se considera ahora la prioridad para los desafíos globales relacionados con el suministro limitado de fuentes de combustible tradicionales y los posibles peligros globales asociados con las emisiones producidas por los sistemas de propulsión de aeronaves tradicionales. Varios proyectos, incluida la investigación de conceptos de aeronaves subsónicas altamente avanzadas para reducir drásticamente el uso de energía o combustible, el ruido comunitario y las emisiones asociadas con la aviación, están en curso. Uno de los conceptos de propulsión propuestos que aborda los objetivos ambientales europeos es la propulsión eléctrica distribuida. Este documento trata sobre los análisis aerodinámicos detallados de una aeronave de transporte totalmente eléctrica con pilas de combustible, que espera tener dos motores eléctricos principales en la punta del ala y otros ocho motores eléctricos distribuidos a lo largo de la envergadura como fuentes de energía secundarias. El objetivo principal fue la estimación numérica de los efectos propulsores en términos de capacidades de sustentación en condiciones de despegue para cuantificar la posible reducción de la longitud del campo de despegue. Sin embargo, la aeronave fue diseñada desde cero, y por lo tanto se dedicó un gran esfuerzo a diseñar tanto las hélices (para los motores eléctricos de punta y distribuidos) como el flaps del ala. En este sentido, se realizaron varias pruebas numéricas para obtener una de las mejores posiciones posibles del flap. Este trabajo de investigación estimó una reducción de aproximadamente el 14% de la longitud del campo de despegue debido únicamente a los efectos propulsores. Se podría lograr una mayor reducción de hasta el 27%, en comparación con una aeronave de transporte convencional de referencia, gracias a un efecto combinado de propulsión distribuida y un diseño refinado del flap Fowler. Por el contrario, se encontró un incremento significativo del momento de cabeceo debido a la propulsión distribuida que puede tener un impacto no despreciable en la estabilidad, el control y la resistencia de ajuste de la aeronave.