Design and performances of a Turbo-Electric and Distributed Propulsion aircraft in the Small and Medium Range segment: intermediate results from the European project IMOTHEP
Conception et performances d'un avion à propulsion électrique distribuée et architecture turboélectrique dans le segment court et moyen courrier : résultats intermédiaire du projet IMOTHEP
Résumé
This paper presents the intermediate results of the European project IMOTHEP: "Investigation and Maturation of Technologies for Hybrid Electric Propulsion". The IMOTHEP project aims at improving the evaluation of the potential of hybrid electric propulsion to reduce fuel consumption for both regional aircraft and Small and Medium Range (SMR) aircraft. This publication introduces the work performed on the SMR conservative (or SMR-CON) aircraft during the intermediate design loop. The SMR-CON is a tube and wing aircraft equipped with a turbo-electric architecture and Distributed Electric Propulsion. The intermediate design loop consisted in designing propulsive components based on the requirement derived from the initial design loop and integrating them in the overall aircraft design tool for the evaluation of performance and design sensitivities. Compared to the initial design loop, it was found that the first component designs reached a level of performance insufficient to show a benefit of a turbo-electric aircraft over a traditional UHBR turbofan aircraft in the SMR segment. Sensitivity analysis and decomposition of efficiency of the turbo-electric chain identifies possible ways of improvements among which the efficiency of the turbomachine is a key parameter.
Ce document présente les résultats intermédiaires du projet européen IMOTHEP : "Investigation and Maturation of Technologies for Hybrid Electric Propulsion". Le projet IMOTHEP vise à améliorer l'évaluation du potentiel de la propulsion électrique hybride pour réduire la consommation de carburant des avions régionaux et des avions à faible et moyen rayon d'action (SMR). Cette publication présente les travaux réalisés sur l'avion SMR conservateur (ou SMR-CON) au cours de la boucle de conception intermédiaire. Le SMR-CON est un avion à aile et fuselage conventionnels équipé d'une architecture turbo-électrique et d'une propulsion électrique distribuée. La boucle de conception intermédiaire a consisté à concevoir des composants propulsifs sur la base des exigences dérivées de la boucle de conception initiale et à les intégrer dans l'outil de conception globale de l'avion pour l'évaluation des performances et des sensibilités de conception. Par rapport à la boucle de conception initiale, il a été constaté que les premiers composants dimensionnés atteignaient un niveau de performance insuffisant pour démontrer l'avantage d'un avion turbo-électrique par rapport à un avion à turbofan UHBR traditionnel dans le segment SMR. L'analyse de sensibilité et la décomposition de l'efficacité de la chaîne turbo-électrique identifient les possibilités d'amélioration, parmi lesquelles l'efficacité de la turbomachine est un paramètre clé.
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