Diseño de la planta motriz eléctrica para la avioneta Diamond DA50-RG
En la actualidad la aviación se ha encaminado en la búsqueda de alternativas que reduzcan el impacto ambiental provocado por la quema de combustibles fósiles. Una opción que ha tenido un interés creciente en las últimas décadas es reemplazar los motores de combustión tradicionales en motores eléctri...
- Autores:
-
Vargas Velasco, Diego Fernando
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- Universidad Santo Tomás
- Repositorio:
- Repositorio Institucional USTA
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En la actualidad la aviación se ha encaminado en la búsqueda de alternativas que reduzcan el impacto ambiental provocado por la quema de combustibles fósiles. Una opción que ha tenido un interés creciente en las últimas décadas es reemplazar los motores de combustión tradicionales en motores eléctricos ya que no producen emisiones y tienen una alta eficiencia. Las primeras muestras de esto han sido en aviones ligeros o avionetas debido a la facilidad y sencillez que prestan para llevar a cabo el cambio del motor. Para ello es necesario seguir un proceso de diseño, que consiste en adecuar un motor eléctrico junto con la hélice a su nueva tarea. Del mismo modo, dichas modificaciones supondrán pruebas de vuelo para comprobar si el rendimiento de la aeronave se ha visto afectado negativamente. El proceso de diseño de la planta motriz eléctrica para la avioneta Diamond DA50-RG inicio con la selección del motor por medio de una matriz de decisión teniendo en cuenta las especificaciones del motor a combustión de la aeronave. Luego de ello, se selecciono la hélice con la teoría del elemento de pala, en la que se probaron diferentes hélices hasta encontrar la mas adecuada para el caso establecido. Finalmente, se realizó un análisis para examinar el funcionamiento de la planta en diferentes condiciones. Los resultados mostraron que la velocidad máxima de la aeronave disminuyo de 93 m/s a 88 m/s. Se obtuvo una reducción de 154 kg de peso gracias al cambio del motor. La nueva planta motriz permite generar una cantidad de empuje equivalente a ¼ o más del peso máximo de despegue de la aeronave. |
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Las primeras muestras de esto han sido en aviones ligeros o avionetas debido a la facilidad y sencillez que prestan para llevar a cabo el cambio del motor. Para ello es necesario seguir un proceso de diseño, que consiste en adecuar un motor eléctrico junto con la hélice a su nueva tarea. Del mismo modo, dichas modificaciones supondrán pruebas de vuelo para comprobar si el rendimiento de la aeronave se ha visto afectado negativamente. El proceso de diseño de la planta motriz eléctrica para la avioneta Diamond DA50-RG inicio con la selección del motor por medio de una matriz de decisión teniendo en cuenta las especificaciones del motor a combustión de la aeronave. Luego de ello, se selecciono la hélice con la teoría del elemento de pala, en la que se probaron diferentes hélices hasta encontrar la mas adecuada para el caso establecido. Finalmente, se realizó un análisis para examinar el funcionamiento de la planta en diferentes condiciones. Los resultados mostraron que la velocidad máxima de la aeronave disminuyo de 93 m/s a 88 m/s. Se obtuvo una reducción de 154 kg de peso gracias al cambio del motor. La nueva planta motriz permite generar una cantidad de empuje equivalente a ¼ o más del peso máximo de despegue de la aeronave.Nowadays, aviation has been directed to the search for alternatives that reduce the environmental impact caused by the burning of fossil fuels. One option that has been of growing interest in recent decades is to replace traditional combustion engines with electric motors since they do not produce emissions and are highly efficient. The first examples of this have been in light aircraft or small planes due to the ease and simplicity that they provide to carry out the change of the engine. For this, it is necessary to follow a design process, which consists of adapting an electric motor together with the propeller to its new work. Similarly, these modifications will involve flight tests to check if the performance of the aircraft has been negatively affected. The design process of the electric power plant for the Diamond DA50-RG light aircraft began with the selection of the engine through a decision matrix taking into account the specifications of the aircraft's combustion engine. After that, the propeller was selected with the blade element theory, in which different propellers were tested until finding the most suitable for the established case. Finally, an analysis was performed to examine the performance of the plant under different conditions. The results showed that the maximum speed of the aircraft decreased from 93 m/s to 88 m/s. A reduction of 154 kg of weight was obtained thanks to the change of the engine. The new power plant allows to generate an amount of thrust equivalent to ¼ or more of the maximum takeoff weight of the aircraft.Ingeniero MecánicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de la planta motriz eléctrica para la avioneta Diamond DA50-RGElectric aircraftPerformancePropellerPropulsionMecánicaMotoresTecnologíaAvión eléctricoHélicePropulsiónRendimientoTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA BogotáAcebal, C. (2019). Alice, el primer avión 100% eléctrico para pasajeros. https://www.expansion.com/fueradeserie/motor/2019/08/07/5d31aeac468aeba67c8b466f.htmlArdila Diaz, M. A., & Lucio Oliveros, R. A. (2011). Desarrollo de una Metodología de Diseño de una Hélice Contra Rotatoria para Motores de Categoria FAR 25. Universidad de San Buenaventura.BBC News Mundo. (2019). Cambio climático: ¿cuál es el medio de transporte que más contamina? https://www.bbc.com/mundo/noticias-49461967Bird, J. J., & Langelaan, J. W. (2017). Design space exploration for hybrid solar/soaring aircraft. 17th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference, June, 1–11. https://doi.org/10.2514/6.2017-4092Brandt, J. B., Deters, R. W., Ananda, G. K., Dantsker, O. D., & Selig, M. S. (s/f). UIUC Propeller Data Site. Recuperado el 15 de octubre de 2021, de https://m-selig.ae.illinois.edu/props/propDB.htmlCengel, Y. A., & Boles, M. A. (2012). Termodinámica. 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