Modelado de diseños conceptuales de VTOL verdes para fiabilidad y eficiencia
Autores: Booker, Julian David; Patel, Caius; Mellor, Phillip
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado de diseños conceptuales de VTOL verdes para fiabilidad y eficiencia
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Eléctrico
Aeronave
Fiabilidad
Multiplex
Verde
Seguridad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los aviones totalmente eléctricos y los híbridos son un objetivo de transporte futuro y una posible solución "verde" ante las crecientes presiones climáticas en la aviación. Garantizar la seguridad de los pasajeros es de alta importancia, informada a través de predicciones de fiabilidad apropiadas para satisfacer los requisitos emergentes de certificación de vuelos. Este documento introduce otra consideración importante relacionada con la redundancia ofrecida por los motores eléctricos multiplex, una tecnología en maduración que podría ayudar a los fabricantes de aviones eléctricos a cumplir con los altos objetivos de fiabilidad establecidos. Se presenta una metodología de diseño conceptual que involucra una representación simbólica de los aviones y un modelado en bloques de dos figuras de mérito importantes: fiabilidad y eficiencia, respaldada por datos. Esto conduce a un estudio comparativo de configuraciones de aviones verdes que indica cuáles tienen más potencial ahora y en el futuro. Luego se presentan dos estudios de caso principales: un rotor de cola eléctrico adaptado a un helicóptero existente propulsado por turbina (híbrido) y un avión eVTOL (totalmente eléctrico), demostrando el impacto del nivel de multiplex y el número de canales de propulsión en el cumplimiento de las fiabilidades objetivo. El documento concluye con un resumen de la importante contribución que pueden hacer las máquinas eléctricas multiplex, así como los avances necesarios para los subsistemas de aviones VTOL verdes, por ejemplo, la unidad de control de potencia y las baterías, para mejorar aún más las predicciones de fiabilidad y seguridad.
Descripción
Los aviones totalmente eléctricos y los híbridos son un objetivo de transporte futuro y una posible solución "verde" ante las crecientes presiones climáticas en la aviación. Garantizar la seguridad de los pasajeros es de alta importancia, informada a través de predicciones de fiabilidad apropiadas para satisfacer los requisitos emergentes de certificación de vuelos. Este documento introduce otra consideración importante relacionada con la redundancia ofrecida por los motores eléctricos multiplex, una tecnología en maduración que podría ayudar a los fabricantes de aviones eléctricos a cumplir con los altos objetivos de fiabilidad establecidos. Se presenta una metodología de diseño conceptual que involucra una representación simbólica de los aviones y un modelado en bloques de dos figuras de mérito importantes: fiabilidad y eficiencia, respaldada por datos. Esto conduce a un estudio comparativo de configuraciones de aviones verdes que indica cuáles tienen más potencial ahora y en el futuro. Luego se presentan dos estudios de caso principales: un rotor de cola eléctrico adaptado a un helicóptero existente propulsado por turbina (híbrido) y un avión eVTOL (totalmente eléctrico), demostrando el impacto del nivel de multiplex y el número de canales de propulsión en el cumplimiento de las fiabilidades objetivo. El documento concluye con un resumen de la importante contribución que pueden hacer las máquinas eléctricas multiplex, así como los avances necesarios para los subsistemas de aviones VTOL verdes, por ejemplo, la unidad de control de potencia y las baterías, para mejorar aún más las predicciones de fiabilidad y seguridad.