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Diseño y Optimización de Sistemas de Gestión Térmica Basados en Aire Ram para Aeronaves Híbrido-Eléctricas

Autores: Kellermann, Hagen; Lüdemann, Michael; Pohl, Markus; Hornung, Mirko

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Diseño y Optimización de Sistemas de Gestión Térmica Basados en Aire Ram para Aeronaves Híbrido-Eléctricas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Aire ram
Sistemas de gestión térmica
Aeronaves híbrido-eléctricas
Análisis de sensibilidad
Consumo de combustible
Modelo de gestión térmica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se investigan aquí los sistemas de gestión térmica (TMS) basados en aire ram para el enfriamiento de futuros aviones híbridos-eléctricos. El modelo de TMS desarrollado consiste en todos los componentes necesarios para estimar los impactos de la masa, la resistencia y el consumo de combustible en el avión, incluidos intercambiadores de calor, placas frías, conductos, bombas y ventiladores. Para obtener una mejor comprensión del TMS, se realizaron análisis de sensibilidad del sistema unidimensional y multidimensional. Las observaciones se utilizaron para ayudar con la optimización numérica de un TMS basado en aire ram hacia el mínimo consumo de combustible de un avión parcial-turboeléctrico de corto alcance con capacidad para 180 pasajeros y una división de potencia de hasta el 30% de energía eléctrica. El TMS fue diseñado para las condiciones en la parte superior del ascenso. Para un avión con la máxima división de potencia, el consumo adicional de combustible causado por el TMS es del 0.19%. Las condiciones que ocurren en un despegue en un día caluroso representan las condiciones fuera de diseño más desafiantes para el TMS. El enfriamiento en estado estacionario de todos los componentes eléctricos con el TMS diseñado es posible durante un despegue en un día caluroso si se utiliza un pequeño ventilador extractor. Omitir el ventilador extractor y en su lugar sobredimensionar el TMS es una alternativa, pero el aumento del consumo de combustible a nivel de avión crece hasta el 0.29%.

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