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Automated Hybrid Propulsion Model Construction for Conceptual Aircraft Design and Optimization

Fouda, Mahmoud Essam Abdelmoneam und Adler, Eytan J. und Bussemaker, Jasper und Martins, Joaquim R.R.A. und Kurtulus, D.F. und Boggero, Luca und Nagel, Björn (2022) Automated Hybrid Propulsion Model Construction for Conceptual Aircraft Design and Optimization. In: 33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2022. 33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2022, 2022-09-05 - 2022-09-08, Stockholm, Sweden.

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Kurzfassung

Electric and hybrid-electric propulsion systems are key technologies for sustainable aviation. Electric propulsion systems introduce many design possibilities, which must be considered in the conceptual design stage to take full advantage of electrification. This makes for a challenging conceptual design problem. Architecture optimization can be applied to explore large design spaces and automatically find the best architectures for a set of requirements. Electric propulsion architecture optimization requires automated and flexible propulsion system modeling. It also requires the analysis of the propulsion architecture at an aircraft level to compute a meaningful objective function for the optimization. In this study, we present an approach for defining the propulsion system architectures and evaluating their aircraft-level performance. A propulsion architecture is defined using a modular interface, allowing architectures to be automatically evaluated on the aircraft-level for a predefined mission. OpenConcept, an open source conceptual design and optimization toolkit, is used to implement the multidisciplinary problem. We present a case study of the electrification of a regional transport aircraft Beechcraft King Air C90GT with automated definition, integration and evaluation of five different propulsion systems. We perform multidisciplinary design optimization to minimize fuel burn and maximum takeoff weight for a sweep of design ranges and battery specific energies. Our approach opens the door to electric propulsion architecture optimization.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188224/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vorlesung)
Titel:Automated Hybrid Propulsion Model Construction for Conceptual Aircraft Design and Optimization
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fouda, Mahmoud Essam AbdelmoneamMahmoud.Fouda (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Adler, Eytan J.University of MichiganNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bussemaker, JasperJasper.Bussemaker (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5421-6419NICHT SPEZIFIZIERT
Martins, Joaquim R.R.A.University of MichiganNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kurtulus, D.F.METUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Boggero, LucaLuca.Boggero (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nagel, BjörnBjoern.Nagel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:7 September 2022
Erschienen in:33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2022
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:electric propulsion system architecting MDO
Veranstaltungstitel:33rd Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences, ICAS 2022
Veranstaltungsort:Stockholm, Sweden
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 September 2022
Veranstaltungsende:8 September 2022
Veranstalter :ICAS
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Digitale Technologien
Standort: Hamburg
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt > Flugzeugentwurf und Systemintegration
Hinterlegt von: Bussemaker, Jasper
Hinterlegt am:15 Sep 2022 08:15
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:49

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