Koncepční návrh ultralehkého letounu na vodíkový pohon
Loading...
Date
Authors
Vrana, Andrej
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Táto diplomová práca sa zaoberá návrhom konceptu malého ultraľahkého lietadla, ktoré využíva vodík ako hlavný zdroj pohonu. Práca popisuje základnú problematiku uplatnenia vodíka v leteckom priemysle a dáva čitateľovi prehľad o existujúcich lietadlách na tento pohon. Samotný návrh konceptu pozostáva z výberu vhodných komponentov pohonného systému, ktorý bol spravený po obsiahlej rešerši, a návrhu geometrie lietadla. Základom celej pohonnej jednotky je palivový článok, ktorý z vodíka vytvára elektrickú energiu, ktorou je cez elektromotor hnaná vrtuľa. Návrh geometrie lietadla prebiehal podľa predpisu CS-LSA a do značnej miery sa opiera aj o štatistické údaje rozmerov lietadiel z rovnakej kategórie. Koncepčnému návrhu bol spravený hmotnostný rozbor, podľa predpisu navrhnutá obálka zaťaženia a boli preskúmané jeho základné letové výkony. Na záver práce bola zhodnotená použiteľnosť takéhoto lietadla v praxi a schopnosť jeho certifikácie podľa návrhového predpisu.
This master’s thesis deals with the conceptual design of a small ultralight aircraft, that uses hydrogen as its main fuel source. The thesis describes the main problem of hydrogen utilization in the aviation industry and provides the reader with an overview of existing aircraft with this power source. The design consists of a selection of suitable powerplant components, which was made after extensive research, and of the aircraft geometry design itself. The basis of the whole powerplant is a fuel cell, which produces electric energy from hydrogen, that drives a propeller via an electric motor. The aircraft geometry design was made according to CS-LSA regulations and is largely based on statistical values of dimensions of aircraft from the same category. The conceptual design is provided with a weight and balance analysis, a flight envelope according to regulation and an analysis of basic flight performance. In the end, a conclusion was made about the feasibility of operation of such an aircraft and about the compliance with regulation.
This master’s thesis deals with the conceptual design of a small ultralight aircraft, that uses hydrogen as its main fuel source. The thesis describes the main problem of hydrogen utilization in the aviation industry and provides the reader with an overview of existing aircraft with this power source. The design consists of a selection of suitable powerplant components, which was made after extensive research, and of the aircraft geometry design itself. The basis of the whole powerplant is a fuel cell, which produces electric energy from hydrogen, that drives a propeller via an electric motor. The aircraft geometry design was made according to CS-LSA regulations and is largely based on statistical values of dimensions of aircraft from the same category. The conceptual design is provided with a weight and balance analysis, a flight envelope according to regulation and an analysis of basic flight performance. In the end, a conclusion was made about the feasibility of operation of such an aircraft and about the compliance with regulation.
Description
Citation
VRANA, A. Koncepční návrh ultralehkého letounu na vodíkový pohon [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Stavba letadel
Comittee
doc. Ing. Ivo Jebáček, Ph.D. (předseda)
Ing. Robert Popela, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Josef Klement, CSc. (člen)
Ing. Marcela Sapáková (člen)
Ing. Ladislav Chybík (člen)
Ing. Vít Zárybnický (člen)
Ing. Josef Bejdák (člen)
Date of acceptance
2024-06-10
Defence
Student prezentoval výsledky své diplomové práce.
Otázky oponenta:
Vysvětlete, proč váš návrh pohonné soustavy nereflektuje návrhový parametr výkonu 50 kW, který byl stanoven na základě statistiky podobných ultralehkých letadel.
Student vysvětluje svou volbu.
Uveďte správný výpočet doletu včetně dosazených hodnot pro jednu zvolenou rychlost.
Student obhajuje svou verzi výpočtu doletu.
Otázky komise:
Je navrhovaný výkon dostatečný pro vzlet?
Student odpovídá s odkazem na příslušný graf v prezentaci.
Ve výpočtu se odkazujete na NATO report, který je pravděpodobně založen na statistice parametrů elektrických letounů. Uvažoval jste i jiný výpočet?
Student zvažoval více způsobů výpočtu z různých oblastí a ve výsledcích se shodovaly.
V práci píšete, že předpisy CS-LSA a UL-2 jsou shodné, to není pravda. Jaké jsou hlavní rozdíly?
Student si je rozdílů vědom, ale není schopen je detailně identifikovat.
Proč jste vybral CS-LSA?
Předpis už zahrnuje návrh elektrických letounů. Nicméně student navrhuje i možnou certifikaci přes kategorii Experimental.
Proč jste stanovoval obálku zatížení? Jaké budou rozdíly na při letu na nižší než maximální hmotnosti?
Student odpovídá samostatně.
Odkud jste zjišťoval sklon vztlakové čáry profilu?
Student popisuje příslušný výpočet.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení