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Design of hybrid-electric aircraft with fault-tolerance considerations

Chinese Journal of Aeronautics 2023年第2期36卷 160-178页

作者： Valerio MARCIELLO Francesco OREFICE Fabrizio NICOLOSI Danilo CILIBERTI Pierluigi DELLA VECCHIA Department of Industrial Engineering University of Naples"FedericoⅡ"Naples 80125Italy

The potential benefits of hybrid-electric or all-electric propulsion have led to a growing interest in this topic over the past decade.Preliminary design of propulsion systems and innovative configurations has been extensively discussed in literature,but steps towards higher levels of technological readiness,optimisation algorithms based on reliable weight estimation and simulationbased mission analysis are required.This paper focuses on the integration of a method for evaluating the lateral-directional controllability of an aircraft within a design chain that integrates aero-propulsive interactions,accurate modelling of the fuel system,and mid-fidelity estimation of the structural weight.Furthermore,the present work proposes a strategy for powerplant management in scenarios with an inoperative chain element.Benefits of hybrid-electric propulsion on the design of the vertical tail plane are evaluated involving the analysis of multiple failure scenarios and certification requirements.The proposed application concerns a commuter aircraft.

关键词： Distributed electric propulsion Failure management Fault-tolerance analysis hybrid-electric aircraft Lateral-directional controllability

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