ESTUDIO DE LA REMOTORIZACIÓN DE UN AVIÓN DE NEGOCIOS CON UN SISTEMA DE PROPULSIÓN HÍBRIDO ELÉCTRICO

Abstract

El sector aeronáutico se enfrenta a nuevos retos. Los objetivos de reducción de emisiones impuestos por la Unión Europea, el incremento del precio del petróleo y la necesidad de ahorro de costes de las aerolíneas son los principales impulsores del cambio en el diseño de aeronaves. La propulsión híbrida es una posible solución a estos retos, por lo que existe un interés creciente en su investigación y desarrollo.

El objetivo de este trabajo es el estudio de la remotorización con propulsión híbrida eléctrica de una aeronave de negocios existente. Al comienzo del trabajo se establecen los requerimientos propulsivos y la misión que debe cumplir la aeronave. Después, se presenta el método de dimensionado de los componentes del powertrain híbrido.

La parte central del proyecto consiste en obtener la configuración propulsiva óptima para la aeronave estudiada. Para ello, se comparan cualitativamente las arquitecturas propulsivas propuestas por el estado del arte de la investigación y se seleccionan las dos más adecuadas para remotorizar la aeronave estudiada. Seguidamente, se realiza un estudio de viabilidad para ambas arquitecturas en función del nivel tecnológico esperado de los componentes del powertrain. Se establecen 3 horizontes temporales (2024, 2035 y 2050) y se comparan las prestaciones de la aeronave en cada uno de ellos. Finalmente, se refina y optimiza la configuración más eficiente en términos de consumo de combustible.

De forma complementaria, se realiza un análisis de estabilidad en vuelo de la aeronave híbrida. El nuevo powertrain incrementa la masa total y desplaza la posición del centro de gravedad del avión, así que se propone una solución para reestablecer el equilibrio de fuerzas y momentos.

Por último, se comparan las prestaciones de la aeronave híbrida con la original y se calcula el ahorro de combustible, costes y emisiones.