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Methodology for Sizing and Performance Assessment of Hybrid Energy Aircraft

机译：混合能源飞机的尺寸和性能评估方法

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摘要

The Strategic Research and Innovation Agenda and NASA N + 3 goals have set new challenges for the aeronautical community via declaration of dramatic efficiency improvements. Because further evolutionary improvements do not appear to be sufficient, envisioning disruptive technologies turn out to be essential to reach the set of future targets. The design of innovative integrated energy-power systems is certainly a major promising element as can be shown by the increasing interest toward hybrid energy and universally electric aircraft. The consideration of these new types of aircraft represents a new challenge for conventional aircraft sizing and performance methods. As an extension of the conventional methods used for fuel-energy aircraft, a sizing and performance methodology for hybrid-energy aircraft is proposed. A design study of a battery and fuel hybrid-energy single-aisle retrofit is conducted to demonstrate the methodology and to analyze the implications of the associated new design variables on the sizing and performance. The benchmark against a conventional reference aircraft shows a potential block fuel-burn reduction up to 16% for a 900 n mile off-design mission stage length (using a mix of fuel energy to electrical energy of 82:18%). Clean sheet - designs will be part of future work to assess the full potential of hybrid-energy aircraft.
机译：《战略研究与创新议程》和NASA N + 3目标通过宣布效率显着提高，为航空界提出了新的挑战。由于进一步的进化改进似乎还不够，因此，设想破坏性技术对于实现一系列未来目标至关重要。从对混合能源和通用电动飞机的日益浓厚的兴趣中可以看出，创新的集成能源-动力系统的设计无疑是一个主要的有前途的元素。这些新型飞机的考虑对常规飞机的尺寸和性能方法提出了新的挑战。作为用于燃料能源飞机的常规方法的扩展，提出了一种用于混合能源飞机的尺寸和性能方法。进行了电池和燃料混合能源单通道改装的设计研究，以论证该方法并分析相关的新设计变量对尺寸和性能的影响。与常规参考飞机相比，基准测试表明，对于900 n英里以下的设计任务阶段长度（使用82：18％的燃料能量与电能的混合），潜在的块状燃料燃烧减少多达16％。无尘纸-设计将是未来工作的一部分，以评估混合能源飞机的全部潜力。

著录项

  • 来源
    《Journal of Aircraft》 |2015年第1期|341-352|共12页
  • 作者

    C. Pornet; C. Gologan; P. C. Vratny; A. Seitz; O. Schmitz; A. T. Isikveren; M. Hornung;

  • 作者单位

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

    Bauhaus Luftfahrt e.V., 80807 Munich, Germany;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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