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...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Giannelos, Vasileios
Άλλοι συγγραφείς: Γιαννέλος, Βασίλειος
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