Analiza możliwości wykorzystania ogniwa paliwowego SOFC jako pomocniczej jednostki mocy APU dla współczesnego samolotu pasażerskiego

• Autorzy: Jaroszewicz A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2017.04

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibility of use of a Solid Oxide Fuel Cell as a auxiliary power unit for modern passenger aircraft

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Współczesne samoloty pasażerskie należą do czołówki najbardziej niezawodnych i bezpiecznych środków transportu publicznego. Samoloty te certyfikowane są m.in. normą ETOPS (Extended range Twin Operations) zezwalającą dwusilnikowym samolotom pasażerskim operować na trasach długodystansowych, wcześniej niedostępnych dla maszyn o takiej liczbie silników. Norma ETOPS wymaga jednakzastosowania na pokładzie dwusilnikowego samolotu pasażerskiego dodatkowych, awaryjnych źródeł zasilania energią elektryczną, pneumatyczną i hydrauliczną, kompensujących (częściowo) spadek wydajności pokładowych systemów energetycznych przy niesprawności jednego z silników i systemów z nimi powiązanych. W artykule przeprowadzono analizę wykorzystania różnych typów ogniw paliwowych w technice lotniczej oraz przedstawiono projekt wstępny pomocniczej jednostki mocy APU, wykorzystującej ogniwo paliwowe SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), przeznaczonej dla (awaryjnego) zasilania energią elektryczną samolotu pasażerskiego w koncepcji „More Electric Aircraft”.

EN

Modern passenger aircrafts belongs to the one of the most reliable and safe means of public transport. These aircrafts are certified according to ETOPS (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards) and they enable the introduction of twin-engine passenger aircraft on transcontinental routes which were earlier unavailable for twin-engine aircrafts. ETOPS standard requires the use aboard of the twin-engine passenger aircraft additional emergency sources of electrical, pneumatic and hydraulic power which partly compensate a decrease in performance on-board power systems at the failure of one of the engines and systems associated with them. The article describes an analysis of the use of different types of fuel cells in the aerospace engineering and presents preliminary design of the auxiliary power unit APU using fuel cell SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), intended for emergency power supply of passenger aircraft in the concept of "More Electric Aircraft".

Słowa kluczowe

PL

samolot pasażerski; pomocnicza jednostka mocy; ogniwo paliwowe ze stałym tlenkiem; SOFC

EN

passenger aircraft; auxiliary power unit; More Electric Aircraft; Solid Oxide Fuel Cell; SOFC

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 89 [295], nr 1
• Strony: 45--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jaroszewicz A.

• Politechnika Wrocławska, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• [1] Abdel-Fadil R. et al.: Electrical distribution power systems of modern civil aircrafts, 2nd Int. Conf. Energy Systems and Technologies, Cairo 2013.
• [2] Abdel-Hafez A.: Power generation and distribution system for a more electric aircraft - A review, Recent Advances in Aircraft Technology 2012, Ramesh Agar-wal (ed.), InTech, DOI: 10.5772/37290.
• [3] Adamowicz M. i inni.: Elektryczne instalacje pokładowe, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1986.
• [4] Bradley T. H.: Modeling, Design and energy management of fuel cell systems for aircraft, PhD dissertation, Georgia Institute of Technology 2008.
• [5] Chick L.: Assessment of solid oxide fuel cell power system for greener commercial aircraft, Pacific Northwest National Laboratory 2011.
• [6] Commercial aircraft propulsion and energy systems research: reducing global carbon emissions, The National Academies Press, Washington 2016.
• [7] Demusiak G.: Otrzymywanie paliwa wodorowego metodą reformowania gazu ziemnego dla ogniw paliwowych małej mocy, Instytut Nafty i Gazu, Warszawa 2012.
• [8] Dzieranowski P. i inni: Turbinowe silniki odrzutowe, WKiŁ, Warszawa 1983.
• [9] Eismin T.: Aircraft Electricity and Electronics McGraw-Hill Professional 2014
• [10] Mackay A., Hill J.: Modelling of fuel cell APU utilization for aircraft applications, 46th AIAA Joint Propulsion Conf. & Exhibit, Nashville 2010.
• [11] Moir I., Scabridge A.: Aircraft systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, Third Edition Wiley & Sons, Ltd. 2008.
• [12] Norma obronna NO-15-A200, Warszawa 1998.
• [13] Rajashekara K.: Hybrid fuel cell power in aircraft, IEEE Explore Document 2008.
• [14] Rajashekara K.: Solid oxide fuel cell/gas turbine hybrid APU system for aerospace applications, IEEE Explore Document 2006.
• [15] Scholz D.: An optimal APU for passenger aircraft, 5th CEAS Air and Space Conf., Delft 2015.
• [16] Spitzer C.R.: The Avionics Handbook CRC PRESS LLC, Washington 2001.
• [17] Stefanowicz A.: Pokładowe układy pomiarowe, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1984.
• [18] Steinberger-Wilckens R., Lehnert W.: Innovations in fuel cell technologies, RSC Publishing 2010.
• [19] Szczeciński S. i inni: Lotnicze zespoły napędowe cz. 1, WAT, Warszawa 2009.
• [20] Tareq S.: SOFC auxiliary power units (APUs) for vehicles TRRF05, Fuel Cell technology, Lund 2008.
• [21] Tooley M.: Aircraft electrical and electronic systems, Elsevier 2009.
• [22] Whyatt G., Chick L.: Electrical generation for more-electric aircraft using solid oxide, Fuel Cells Pacific Northwest National Laboratory 2012.
• [23] Zizelman J. et al.: Solid oxide fuel cell auxiliary power unit, SAE World Congress, Detroit 2002.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).