Optimización del Sistema de Gestión Térmica para una Aeronave Híbrida Paralela Considerando el Consumo de Combustible en la Misión
Autores: Adler, Eytan J.; Brelje, Benjamin J.; Martins, Joaquim R. R. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización del Sistema de Gestión Térmica para una Aeronave Híbrida Paralela Considerando el Consumo de Combustible en la Misión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propulsión de aeronaves electrificadas
Calor residual
Refrigerador termoacústico
Enfriamiento de baterías
Motor turbofan
Pérdidas de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La propulsión de aeronaves electrificadas permite nuevos diseños de aeronaves con menos emisiones. Un desafío de las arquitecturas electrificadas es manejar el calor residual de los componentes eléctricos. Esto se debe a que las baterías y otros componentes eléctricos son sensibles a altas temperaturas y acumulan calor dentro de su estructura. En este trabajo, investigamos el uso de un refrigerador termoacústico para enfriar la batería de un avión de transporte comercial híbrido paralelo de pasillo único. Este sistema de refrigeración termoacústica se alimenta del calor residual del núcleo del motor turbofan, mientras que un refrigerador convencional consume electricidad de la batería o de tomas de potencia del eje. En comparación con un refrigerador de ciclo de vapor convencional, el sistema de refrigeración termoacústica resulta en un mayor consumo de combustible de misión debido a las pérdidas de presión atribuibles a la extracción de calor del turbofan para accionar el refrigerador termoacústico. Los intercambiadores de calor con pérdidas de presión muy bajas pueden hacer que el sistema de refrigeración termoacústica sea beneficioso en comparación con la refrigeración convencional en ciertos casos de uso, como misiones a baja altitud.
Descripción
La propulsión de aeronaves electrificadas permite nuevos diseños de aeronaves con menos emisiones. Un desafío de las arquitecturas electrificadas es manejar el calor residual de los componentes eléctricos. Esto se debe a que las baterías y otros componentes eléctricos son sensibles a altas temperaturas y acumulan calor dentro de su estructura. En este trabajo, investigamos el uso de un refrigerador termoacústico para enfriar la batería de un avión de transporte comercial híbrido paralelo de pasillo único. Este sistema de refrigeración termoacústica se alimenta del calor residual del núcleo del motor turbofan, mientras que un refrigerador convencional consume electricidad de la batería o de tomas de potencia del eje. En comparación con un refrigerador de ciclo de vapor convencional, el sistema de refrigeración termoacústica resulta en un mayor consumo de combustible de misión debido a las pérdidas de presión atribuibles a la extracción de calor del turbofan para accionar el refrigerador termoacústico. Los intercambiadores de calor con pérdidas de presión muy bajas pueden hacer que el sistema de refrigeración termoacústica sea beneficioso en comparación con la refrigeración convencional en ciertos casos de uso, como misiones a baja altitud.