Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion
The rapidly developing technological world has created growing aviation demands regarding aircraft performance, operation and crucially; environmental impact. The urge to achieve aviation sustainability has led the industry to focus on implementing alternative configurations, such as Distributed Pro...
Κύριος συγγραφέας: | |
---|---|
Άλλοι συγγραφείς: | |
Γλώσσα: | English |
Έκδοση: |
2024
|
Θέματα: | |
Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/26671 |
id |
nemertes-10889-26671 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
nemertes-10889-266712024-03-08T19:26:11Z Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion Δομική ανάλυση πτέρυγας επιβατικού αεροσκάφους με κατανεμημένη πρόωση Giannelos, Vasileios Γιαννέλος, Βασίλειος Commercial aircraft Wing structural analysis Distributed electric propulsion Sustainable aviation Liquid hydrogen fuel cell Επιβατικό αεροσκάφος Δομική ανάλυση πτέρυγας Κατανεμημένη ηλεκτρική πρόωση Βιώσιμες αερομεταφορές Κυψέλες υγρού υδρογόνου The rapidly developing technological world has created growing aviation demands regarding aircraft performance, operation and crucially; environmental impact. The urge to achieve aviation sustainability has led the industry to focus on implementing alternative configurations, such as Distributed Propulsion systems coupled with sustainable power sources. In this Thesis, a Distributed Electric Propulsion configuration powered by a liquid Hydrogen Fuel-Cell system is implemented on a small, commercial Light Sport Aircraft, specifically the Zodiac CH 650 B produced by Zenith Aircraft Company. The purpose is to perform a structural analysis on the Zenith Zodiac CH 650 B modified wing using both analytical and finite element methods and also compare it to the original configuration. The analytical method relies on strength of materials and aerodynamic theory while the finite element method also requires designing and modeling the wing structure in CATIA and ANSYS respectively. Aircraft performance improvements are also evaluated, as Short Take Off Landing capabilities, noise reduction, efficiency increase and (near) zero emissions are required characteristics of future aviation. Ο ταχέως αναπτυσσόμενος τεχνολογικός κόσμος έχει δημιουργήσει αυξανόμενες απαιτήσεις για τις αερομεταφορές όσον αφορά τις επιδόσεις, τη λειτουργία και, κυρίως, το περιβαλλοντικό αντίκτυπο. Η επιθυμία να επιτευχθεί η βιωσιμότητα των αερομεταφορών έχει οδηγήσει τη βιομηχανία να επικεντρωθεί στην εφαρμογή εναλλακτικών διαμορφώσεων, όπως τα συστήματα κατανεμημένης πρόωσης σε συνδυασμό με βιώσιμες πηγές ενέργειας. Στην παρούσα Διπλωματική Εργασία, μια διαμόρφωση κατανεμημένης ηλεκτρικής πρόωσης που τροφοδοτείται από ένα σύστημα κυψελών υγρού υδρογόνου εφαρμόζεται σε ένα μικρό, επιβατικό αεροσκάφος τύπου LSA, συγκεκριμένα το Zodiac CH 650 B που παράγεται από την Zenith Aircraft Company. Σκοπός είναι να πραγματοποιηθεί δομική ανάλυση της τροποποιημένης πτέρυγας του Zenith Zodiac CH 650 B χρησιμοποιώντας τόσο αναλυτικές μεθόδους όσο και μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων, καθώς και να συγκριθεί με την αρχική διαμόρφωση. Η αναλυτική μέθοδος βασίζεται στην αντοχή των υλικών και την αεροδυναμική, ενώ η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων απαιτεί επίσης σχεδιασμό και μοντελοποίηση της δομής της πτέρυγας σε CATIA και ANSYS αντίστοιχα. Αξιολογείται επίσης η βελτίωση των επιδόσεων του αεροσκάφους, καθώς οι δυνατότητες σύντομης απογείωσης-προσγείωσης, η μείωση του θορύβου, η αύξηση της αποδοτικότητας και οι (σχεδόν) μηδενικές εκπομπές αποτελούν απαιτούμενα χαρακτηριστικά των μελλοντικών αερομεταφορών. 2024-02-29T14:04:48Z 2024-02-29T14:04:48Z 2024-03-07 https://hdl.handle.net/10889/26671 en CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf |
institution |
UPatras |
collection |
Nemertes |
language |
English |
topic |
Commercial aircraft Wing structural analysis Distributed electric propulsion Sustainable aviation Liquid hydrogen fuel cell Επιβατικό αεροσκάφος Δομική ανάλυση πτέρυγας Κατανεμημένη ηλεκτρική πρόωση Βιώσιμες αερομεταφορές Κυψέλες υγρού υδρογόνου |
spellingShingle |
Commercial aircraft Wing structural analysis Distributed electric propulsion Sustainable aviation Liquid hydrogen fuel cell Επιβατικό αεροσκάφος Δομική ανάλυση πτέρυγας Κατανεμημένη ηλεκτρική πρόωση Βιώσιμες αερομεταφορές Κυψέλες υγρού υδρογόνου Giannelos, Vasileios Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
description |
The rapidly developing technological world has created growing aviation demands regarding aircraft performance, operation and crucially; environmental impact. The urge to achieve aviation sustainability has led the industry to focus on implementing alternative configurations, such as Distributed Propulsion systems coupled with sustainable power sources. In this Thesis, a Distributed Electric Propulsion configuration powered by a liquid Hydrogen Fuel-Cell system is implemented on a small, commercial Light Sport Aircraft, specifically the Zodiac CH 650 B produced by Zenith Aircraft Company. The purpose is to perform a structural analysis on the Zenith Zodiac CH 650 B modified wing using both analytical and finite element methods and also compare it to the original configuration. The analytical method relies on strength of materials and aerodynamic theory while the finite element method also requires designing and modeling the wing structure in CATIA and ANSYS respectively. Aircraft performance improvements are also evaluated, as Short Take Off Landing capabilities, noise reduction, efficiency increase and (near) zero emissions are required characteristics of future aviation. |
author2 |
Γιαννέλος, Βασίλειος |
author_facet |
Γιαννέλος, Βασίλειος Giannelos, Vasileios |
author |
Giannelos, Vasileios |
author_sort |
Giannelos, Vasileios |
title |
Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
title_short |
Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
title_full |
Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
title_fullStr |
Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
title_full_unstemmed |
Structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
title_sort |
structural analysis of a commercial aircraft wing with distributed propulsion |
publishDate |
2024 |
url |
https://hdl.handle.net/10889/26671 |
work_keys_str_mv |
AT giannelosvasileios structuralanalysisofacommercialaircraftwingwithdistributedpropulsion AT giannelosvasileios domikēanalysēpterygasepibatikouaeroskaphousmekatanemēmenēproōsē |
_version_ |
1799945005107773440 |