Una Herramienta de Simulación de Consumo de Energía de Superficies de Control de Vuelo a Nivel de Misión Genérica
Autores: Fu, Jingcheng; van Heerden, Albert S. J.; Judt, David; Lawson, Craig
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una Herramienta de Simulación de Consumo de Energía de Superficies de Control de Vuelo a Nivel de Misión Genérica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Actuadores electromecánicos
Aplicaciones aeronáuticas
Electrónica de potencia
Consumo de energía
Sistema de control de vuelo
Fuente de alimentación secundaria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El uso de actuadores electromecánicos (EMA) para aplicaciones aeronáuticas promete beneficios sustanciales en términos de eficiencia y operabilidad. Para avanzar en el diseño de electrónica de potencia y suministro de energía secundaria, es necesario poder estudiar rápidamente los efectos de la misión del avión y los aspectos operativos sobre el consumo de energía del actuador. En este sentido, el objetivo del trabajo presentado en este artículo es doble: (i) construir un marco de simulación del consumo de energía de superficies de control de vuelo a nivel de misión genérico y (ii) aplicar este marco a un estudio de caso que involucra un pequeño avión totalmente eléctrico, en el que se investigan factores seleccionados que impactan el consumo de energía. El núcleo del marco comprende estimadores de potencia de EMA basados en la física, vinculados con un módulo de simulación de dinámica de vuelo y control de seis grados de libertad. Los resultados del estudio de caso muestran que el consumo de energía del actuador se correlaciona positivamente con las ganancias proporcionales en el sistema de control de vuelo, pero es inversamente proporcional al radio de trayectoria y linealmente dependiente de la intensidad de turbulencia. El marco desarrollado podría ayudar en la selección del actuador, así como en la optimización de la electrónica a bordo y el suministro de energía secundaria.
Descripción
El uso de actuadores electromecánicos (EMA) para aplicaciones aeronáuticas promete beneficios sustanciales en términos de eficiencia y operabilidad. Para avanzar en el diseño de electrónica de potencia y suministro de energía secundaria, es necesario poder estudiar rápidamente los efectos de la misión del avión y los aspectos operativos sobre el consumo de energía del actuador. En este sentido, el objetivo del trabajo presentado en este artículo es doble: (i) construir un marco de simulación del consumo de energía de superficies de control de vuelo a nivel de misión genérico y (ii) aplicar este marco a un estudio de caso que involucra un pequeño avión totalmente eléctrico, en el que se investigan factores seleccionados que impactan el consumo de energía. El núcleo del marco comprende estimadores de potencia de EMA basados en la física, vinculados con un módulo de simulación de dinámica de vuelo y control de seis grados de libertad. Los resultados del estudio de caso muestran que el consumo de energía del actuador se correlaciona positivamente con las ganancias proporcionales en el sistema de control de vuelo, pero es inversamente proporcional al radio de trayectoria y linealmente dependiente de la intensidad de turbulencia. El marco desarrollado podría ayudar en la selección del actuador, así como en la optimización de la electrónica a bordo y el suministro de energía secundaria.