Contributions to conceptual design of electric and hybrid-electric aircraft

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Higor Luis
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia; Brasil; Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Aircraft design; Hybrid-electric aircraft; Constraint diagrams; Energy sizing; Optimization; Projeto de aeronaves; Aeronaves híbridas; Diagrama de restrições; Dimensionamento por energia; Otimização; Engenharia mecânica; Aeronaves - Projeto; Aerodinâmica; Energia - Dimensionamento; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::PROPULSAO AEROESPACIAL; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::SISTEMAS AEROESPACIAIS::AVIOES
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25418; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.26

O trabalho de pesquisa realizado busca estudar como a definição de um sistema propulsivo híbrido impacta no projeto conceitual de aeronaves elétricas e híbridas. Em virtude das metas de redução de poluentes, ruídos e outras questões ambientais que são definidas por organizações internacionais, este tema de pesquisa tem se tornado muito relevante atualmente, sendo foco de trabalhos recentes em todo o mundo. Neste contexto, foram apresentadas as principais arqui- teturas que formam os sistemas propulsivos híbridos, destacando suas vantagens e limitações, e foram listados exemplos de protótipos de aeronaves que já realizaram o primeiro voo, além de projetos que ainda estão em desenvolvimento. Em seguida, foram retratados os conceitos relativos a sistemas de propulsão distribuída (DP) e como seus efeitos aero-propulsivos podem influenciar no projeto conceitual final. Um método para construção de diagrama de restrições foi descrito e uma aeronave do tipo thin haul foi escolhida para ser o exemplo de aplicação. Os resultados mostraram uma melhora aerodinâmica devido ao DP, o que resultou em um aumentou do espaço viável de projeto, permitindo asas e conjuntos propulsivo menores. Além disso, foi proposta uma abordagem de dimensionamento por energia de fase de missão típica para estimar os pesos dos componentes da aeronave. A análise paramétrica mostrou que a missão exigida e a tecnologia de baterias atual é crucial para dimensionar a aeronave. Não obstante, foram apresentados os principais efeitos da eletrificação no projeto de aeronaves, juntamente com os desafios atuais e necessidades tecnológicas esperadas.