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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Simulação da propulsão aeronáutica híbrido-elétrica
Author: Zanette, Marcos Vinicius Salomão
First Advisor: Benito, Yipsy Roque
Referee Member: Maldonado, Manuel Arturo Rendón
Referee Member: Marcomini, Raphael Fortes
Resumo: O presente trabalho tem como objetivo descrever um exemplo de sistema de propulsão híbrido- elétrica para aeronaves, bem como seus componentes e suas formas de interação, modelar energeticamente este sistema e simular seu comportamento com ferramentas computacionais aplicando uma análise exergoeconômica. Combinando duas fontes de potência conseguem-se vantagens e comportamentos específicos da aeronave, apresentando particularidades quando comparado ao sistema de propulsão convencional. É proposto um modelo, com base na bibliografia e uma simulação computacional, de forma que alguns desses comportamentos e características serão apresentadas e estudadas para auxílio nas decisões de controle operacionais do veículo aéreo, visando uma melhor gestão energética e uma melhor eficiência nas missões de voo. Com o auxílio do sistema de equações que correspondem aos estados dos componentes e suas interações, foram utilizadas algumas hipóteses simplificadoras, demonstrando, as principais características dos componentes e os fatores que mais influenciam no gerenciamento da energia de um veículo aéreo. Do ponto de vista exergético, serão analisadas as condições termodinâmicas e parâmetros operacionais, auxiliando as decisões de controle visando uma melhor gestão energética da aeronave. Caracterizado o problema, para as condições de entrada, percebe-se que a bateria é identificada como o principal contribuinte para a massa do sistema de propulsão. Assim como a grande influência do poder calorífico inferior do combustível, sendo ambos focos de futuras melhorias. A maior eficiência exergética global da aeronave é dada quando a propulsão é dada 87% pela bateria.
Abstract: The present work aims to describe an example of a hybrid-electric propulsion system for aircraft, as well as its components and forms of interaction, to energetically model this system and simulate its behavior with computational tools applying an exergoeconomic analysis. Combining two power sources, the aircraft's specific advantages and behaviors are achieved, presenting particularities when compared to the conventional propulsion system. A model is proposed, based on the bibliography and a computer simulation, so that some of these behaviors and characteristics will be presented and studied to aid in the operational control decisions of the air vehicle, aiming at a better energy management and a better efficiency in flight missions. With the aid of the system of equations that correspond to the states of the components and their interactions, some simplifying hypotheses were used, demonstrating the main characteristics of the components and the factors that most influence the energy management of an aerial vehicle. From an exergetic point of view, thermodynamic conditions and operational parameters will be analyzed, helping control decisions aiming at a better energy management of the aircraft. Having characterized the problem, for the entry conditions, it is noticed that the battery is identified as the main contributor to the mass of the propulsion system. As well as the great influence of the lower calorific value of the fuel, both of which are the focus of future improvements. The greatest overall energy efficiency of the aircraft is given when the propulsion is given 87% by the battery.
Keywords: Propulsão híbrida
Sistemas híbridos
Aeronave
Modelagem
Simulação
Hybrid propulsion
Hybrid systems
Aircraft
Modeling
Simulation
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: Faculdade de Engenharia
Access Type: Acesso Aberto
Attribution 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13035
Issue Date: 10-Mar-2021
Appears in Collections:Engenharia Mecânica - TCC Graduação



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