Electric aircraft propulsion

• Autorzy: Kozakiewicz Adam , Grzegorczyk Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.2478/jok-2021-0044

Warianty tytułu

PL

Elektryczny napęd dla statków powietrznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the state of the art in electric aircraft propulsion systems. The necessary reduction of greenhouse gas emissions on the global scale forces aviation engineers to search for 'green' solutions. Electric aircraft propulsion is a potential and relatively intuitive choice for a reduction of emissions in flight operations. This paper showcases four architectures of aircraft propulsion systems being now considered to utilise the advantages of electric propulsion with commercially profitable operating range and payload capabilities. One of the largest technological obstacles to the widespread use of electric propulsion in aviation is the low energy density of modern electric batteries. This paper presents the types of power supply which may achieve an energy density above the minimum threshold of 500 Wh/kg, and alternative onboard electrical power sources. The paper also shows novel designs of electric motors intended for aerospace applications. The final sections of this paper shows the implemented projects of aircraft with electric propulsion and the electric aircraft propulsion research projects underway around the world.

PL

Artykuł przedstawia stan wiedzy z zakresu elektrycznych systemów napędowych statków powietrznych. Niezbędna redukcja emisji gazów cieplarnianych na globalną skalę wymusza poszukiwanie ekologicznych rozwiązań. Zastosowanie napędu elektrycznego to potencjalna i stosunkowo intuicyjna metoda redukcji emisji. W artykule przedstawiono cztery architektury systemów napędowych, które rozważa się obecnie do wykorzystania o komercyjnie opłacalnym zasięgu roboczym i możliwościach masy użytecznej. Jedną z największych przeszkód technologicznych w powszechnym stosowaniu napędu elektrycznego jest niska gęstość energii nowoczesnych baterii elektrycznych. Zaprezentowano zasilacze, które mogą osiągnąć gęstość energii powyżej minimalnego progu 500 Wh/kg oraz alternatywne pokładowe źródła energii elektrycznej. Przedstawiono również nowatorskie konstrukcje silników elektrycznych przeznaczonych do zastosowań lotniczych. W końcowej części artykułu opisano realizowane projekty statków powietrznych z napędem elektrycznym oraz realizowane na całym świecie projekty badawcze dotyczące elektrycznych napędów lotniczych.

Słowa kluczowe

EN

aircraft engine; aircraft; electric power supply; electric propulsion; hybrid propulsion

PL

silnik lotniczy; statek powietrzny; zasilacz elektryczny; napęd elektryczny; napęd hybrydowy

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONBiN
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 51, iss. 4
• Strony: 49--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kozakiewicz Adam

• Military University of Technology (Wojskowa Akademia Techniczna)

autor

Grzegorczyk Tomasz

• Military University of Technology (Wojskowa Akademia Techniczna)

Bibliografia

• 1. Balicki W., Chachurski R., Głowacki P., Godzimirski J., Kawalec K., Kozakiewicz A., Pągowski Z., Rowiński A., Szczeciński J, Szczeciński S.: Lotnicze silniki turbinowe. Konstrukcja – eksploatacja – diagnostyka, cz. 1. Instytut Lotnictwa, Warszawa 2011.
• 2. Berger R.: Aircraft Electrical Propulsion – The Next Chapter of Aviation?, www.rolandberger.com, 2017.
• 3. Białecki T., Dzięgielewski W., Kowalski M., Kulczycki A.: Reactivity Model as a Tool to Compare the Combustion Process in Aviation Turbine Engines Powered by Synthetic Fuels. MDPI, Energies, Vol. 14, 2021, DOI 10.3390/en14196302.
• 4. Bolam R.C., Vagapov Y., Anuchin A.: Review of Electrically Powered Propulsion for Aircraft. 53rd International Universities Power Engineering Conference (UPEC), 2018.
• 5. Bowman C.L., Felder J.L., Marien T.V.: Hybrid Propulsion Systems for Remotely Piloted Aircraft Systems. AIAA Propulsion and Energy Forum, Cincinnati, Ohio, July 9-11, 2018.
• 6. https://www.electricfuture.com/electric-planes-the-current-state-of-electric-aircraft/
• 7. https://www.easa.europa.eu/sites/de-fault/files/dfu/E.234%20TCDS%20Pipistrel%20electric%20engine%20E-811_Issue%2001.pdf: EASA Type-certificate for Pipistrel E-811 Engine
• 8. https://www.yasa.com/wp-content/uploads/2021/05/YASA-750RDatasheet-Rev-11.pdf
• 9. https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_Impulse
• 10. https://www.pipistrel-aircraft.com/aircraft/electric-flight/e-811/
• 11. https://www.yasa.com/products/yasa-750/
• 12. https://geekweek.interia.pl/lotnictwo/news-oto-pipistrel-velis-electro-czyli-elektryczny-pogromca-lotni,nId,5546352
• 13. https://sacd.larc.nasa.gov/x57maxwell/
• 14. https://www.aerotime.aero/18456-video-first-flight-of-lilium-5-seater-vtol-aircraft
• 15. https://simpleflying.com/rolls-royce-all-electric-flight/
• 16. https://www.fly4free.pl/airbus-pokazal-zeroe-czyli-samoloty-przyszlosci-rewolucyjne-zmiany-juz-za-kilka-lat/
• 17. Wheeler P., Sirimanna T.S., Bozhko S., Haran K.S.: Electric/Hybrid-Electric Aircraft Propulsion Systems. Proceedings of The IEEE, Vol. 109, No. 6, June 2021.