Diseño Preliminar y Simulación de un Sistema de Gestión Térmica con Capacidad de Generación de Energía Secundaria Integrada para un Concepto de Aeronave Mach 8 que Explota Hidrógeno Líquido
Autores: Ferretto, Davide; Viola, Nicole
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño Preliminar y Simulación de un Sistema de Gestión Térmica con Capacidad de Generación de Energía Secundaria Integrada para un Concepto de Aeronave Mach 8 que Explota Hidrógeno Líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sistema de gestión térmica
Aeronaves hipersónicas
Hidrógeno líquido
Generación de energía a bordo
Distribución de propulsante
Arquitectura integrada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Este documento introduce el concepto de un sistema de gestión térmica (TMS) con capacidades integradas de generación de energía a bordo para un avión hipersónico Mach 8 propulsado por hidrógeno líquido (LH2). Este trabajo, desarrollado dentro del Proyecto STRATOFLY financiado por la UE, tiene como objetivo demostrar una oportunidad para enfrentar los desafíos del vuelo hipersónico para aplicaciones civiles, tratando principalmente el control térmico y ambiental, así como la distribución de propulsantes y la generación de energía a bordo, adoptando una planta altamente integrada caracterizada por una arquitectura multifuncional. El concepto de TMS descrito en este documento se beneficia de la conexión entre los subsistemas de almacenamiento y distribución de propulsante del avión para explotar los vapores de hidrógeno y el flujo líquido como medio para impulsar un ciclo termodinámico que, por un lado, asegure la alimentación del motor y el control térmico del ambiente de la cabina, mientras que, por otro lado, proporcione la energía necesaria para otros sistemas y utilidades a bordo, especialmente durante la operación de plantas de propulsión a alta velocidad, que no pueden albergar generadores tradicionales. El diseño del sistema, inspirado en conceptos estudiados en proyectos anteriores financiados por la UE, se detalla y modifica para sugerir una solución operativa que pueda ser instalada a bordo del avión de referencia, con un enfoque en aquellas interfaces que impactan sus requisitos de rendimiento y características de integración como parte de la arquitectura general de sistemas del avión. Se realiza un análisis y modelado del sistema, y se discuten los principales resultados en términos de rendimiento a lo largo del perfil de misión de referencia.
Descripción
Este documento introduce el concepto de un sistema de gestión térmica (TMS) con capacidades integradas de generación de energía a bordo para un avión hipersónico Mach 8 propulsado por hidrógeno líquido (LH2). Este trabajo, desarrollado dentro del Proyecto STRATOFLY financiado por la UE, tiene como objetivo demostrar una oportunidad para enfrentar los desafíos del vuelo hipersónico para aplicaciones civiles, tratando principalmente el control térmico y ambiental, así como la distribución de propulsantes y la generación de energía a bordo, adoptando una planta altamente integrada caracterizada por una arquitectura multifuncional. El concepto de TMS descrito en este documento se beneficia de la conexión entre los subsistemas de almacenamiento y distribución de propulsante del avión para explotar los vapores de hidrógeno y el flujo líquido como medio para impulsar un ciclo termodinámico que, por un lado, asegure la alimentación del motor y el control térmico del ambiente de la cabina, mientras que, por otro lado, proporcione la energía necesaria para otros sistemas y utilidades a bordo, especialmente durante la operación de plantas de propulsión a alta velocidad, que no pueden albergar generadores tradicionales. El diseño del sistema, inspirado en conceptos estudiados en proyectos anteriores financiados por la UE, se detalla y modifica para sugerir una solución operativa que pueda ser instalada a bordo del avión de referencia, con un enfoque en aquellas interfaces que impactan sus requisitos de rendimiento y características de integración como parte de la arquitectura general de sistemas del avión. Se realiza un análisis y modelado del sistema, y se discuten los principales resultados en términos de rendimiento a lo largo del perfil de misión de referencia.