Contributions to conceptual design of electric and hybrid-electric aircraft

Contribuições ao Projeto Conceitual de Aeronaves Elétricas e Híbridas

dc.contributorSanches, Leonardo
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/6978425622746671
dc.contributorGuimarães, Thiago Augusto Machado
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0859338195145281
dc.contributorTrapp, Luis Gustavo
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/3211286468015601
dc.contributorSouza, Franciso José de
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1257320066520278
dc.creatorSilva, Higor Luis
dc.date2019-06-17T12:04:14Z
dc.date2019-06-17T12:04:14Z
dc.date2019-04-09
dc.date.accessioned2023-09-28T21:09:42Z
dc.date.available2023-09-28T21:09:42Z
dc.identifierSILVA, Higor Luis. Contributions to conceptual design of electric and hybrid-electric aircraft. 2019. 128 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.26 .
dc.identifierhttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/25418
dc.identifierhttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.26
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/9065122
dc.descriptionO 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.
dc.descriptionCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.descriptionCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
dc.descriptionDissertação (Mestrado)
dc.descriptionThe developed research work seeks to study how the definition of a hybrid propulsion system impacts on the conceptual design of full-electric and hybrid-electric aircraft. Due to the targets of reducing pollutants and other environmental issues defined by international organizations, this research theme has become very relevant recently, being the focus on current works around the world. In this context, the main architectures that form the hybrid propulsive systems were presented, highlighting their advantages and limitations, and examples of prototypes of aircraft that have already performed the first flight were listed, as well as projects that are still under development. Then, concepts related to distributed propulsion systems (DP) were presented and how their aerodynamic effects can influence the final conceptual design. A method for constructing a constraint diagram has been described and a thin haul aircraft has been chosen to be the application example. The results showed an aerodynamic improvement due to the DP, which increased the design feasible space, allowing smaller wings and powertrain. Furthermore, an energy sizing approach was proposed to estimate the weight breakdown of the aircraft, whereas a parametric analysis showed that the required mission and the current battery technology is crucial to size the aircraft. Moreover, the main effects of electrification on aircraft design were presented, along with the current challenges and expected technology needs.
dc.formatapplication/pdf
dc.languageeng
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândia
dc.publisherBrasil
dc.publisherPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightshttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
dc.subjectAircraft design
dc.subjectHybrid-electric aircraft
dc.subjectConstraint diagrams
dc.subjectEnergy sizing
dc.subjectOptimization
dc.subjectProjeto de aeronaves
dc.subjectAeronaves híbridas
dc.subjectDiagrama de restrições
dc.subjectDimensionamento por energia
dc.subjectOtimização
dc.subjectEngenharia mecânica
dc.subjectAeronaves - Projeto
dc.subjectAerodinâmica
dc.subjectEnergia - Dimensionamento
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::PROPULSAO AEROESPACIAL
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::SISTEMAS AEROESPACIAIS::AVIOES
dc.titleContributions to conceptual design of electric and hybrid-electric aircraft
dc.titleContribuições ao Projeto Conceitual de Aeronaves Elétricas e Híbridas
dc.typeDissertação


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