Hybridní pohonné jednotky malých letadel

Abstract

Předložená práce se zabývá obsažením funkce hybridních pohonných jednotek u letadel, možnostmi jejich koncepce a uvádí několik aktuálních projektů v téhle tématice. V experimentální části práce je provedena simulace v softwarovém prostředí GT-SUITE. Simulace porovnává parametry konvenčního spalovacího pohonného ústrojí a hybridního sériově řazeného. Jsou zde vytvořeny modely pro oba druhy topologií, které jsou zkoumány v totožných letových podmínkách. Simulaci předchází definice nezbytných letových vlastností, parametrů letadla a rozdělení druhů letu. Současně jsou zde uvedeny a shrnuty projekty zabývající se softwarovou simulací podélné dynamiky letadel. Simulace cílí na kritické porovnání těchto dvou pohonných jednotek především z pohledu spotřeby paliva a s tím související tvorbou emisí. V provedené simulaci hybridní pohonná jednotka dosáhla o téměř 10% lepší spotřeby paliva a zároveň udržela výchozí úroveň nabití baterie. Tahle skutečnost umožňuje výrazný posun v oblasti snižování provozních emisí v letecké dopravě.

Presented bachelor’s thesis deals with incorporation of airplane hybrid powertrain functions, possibilities of their composition and lists several current projects on this topic. In the experimental part of the thesis a simulation is performed in the software environment GT-SUITE. Simulation compares parameters of conventional combustion powertrain and hybrid powertrain with series topology. Models are developed for both types of topologies and both are investigated under identical flight conditions. The simulation is preceded by the definition of the necessary flight characteristics, aircraft parameters and the division of flight types. At the same time, projects dealing with software simulation of aircraft longitudinal dynamics are presented and summarized. The simulations aim at a critical comparison of the two powertrains mainly in terms of fuel consumption and associated emissions. In the simulation, the hybrid powertrain achieved nearly 10% better fuel economy while maintaining the baseline battery charge level. This enables a significant shift in the reduction of operational emissions in air transport.