Velivolo con batterie elettriche, in particolare velivolo ibrido - Aircraft with electric battery, in particular hybrid aircraft

Data di pubblicazione

15-12-2016

Codice

DAER.16.067.A

Stato

Disponibile

Data di priorità

14-11-2016

Fase

Domanda di brevetto internazionale (PCT)

Titolare

Politecnico di Milano

Dipartimento

DIPARTIMENTO DI SCIENZE E TECNOLOGIE AEROSPAZIALI

Autori

Andrea Bernasconi, Fabio Biondani, Luca Capoferri, Alberto Favier, Federico Gualdoni, Carlo Riboldi, Lorenzo Trainelli, Carmen Velarde Lopez de Ayala

Descrizione

Un gruppo di ricerca costituito da docenti e studenti del dipartimento di Scienza e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano ha sviluppato il progetto di un aeromobile ibrido-elettrico che dispone di batterie strutturali. Le batterie strutturali sono materiali compositi innovativi multifunzionali in grado di sopportare carichi meccanici e contemporaneamente di immagazzinare energia elettrica. La fusoliera e la parte esterna delle ali sono costituiti da queste batterie strutturali. Sono adottate due diverse configurazioni di batterie strutturali: - Configurazione standard composita a strati; - Configurazione a sandwich, dove il nucleo è costituito da una struttura a nido d'ape in modo tale da aumentare la resistenza e contemporaneamente ritardare la propagazione di un eventuale incendio. La configurazione standard è impiegata nella parte inferiore delle ali, mentre la configurazione a sandwich è utilizzata nel bordo d’attacco delle ali e in fusoliera. Una batteria agli ioni di Litio è installata nel velivolo con lo scopo principale di fornire una sorgente di energia elettrica supplementare. La soluzione ibrida-elettrica permette di aumentare l’autonomia chilometrica, in particolare sfruttando il motore a combustione interna (ICE) per fornire energia al velivolo durante la fase di crociera. L'ICE può essere utilizzato anche per ricaricare le batterie in volo, diminuendo i tempi di ricarica a terra. ----------------- A research group of professors and students of the Department of Aerospace Science and Technologies at Politecnico di Milano designed a hybrid-electric aircraft which employs structural batteries. Structural batteries are innovative composite multi-functional materials able to bear mechanical loads and simultaneously store electrical energy. These materials constitute the aircraft fuselage and wing skins. Two different configurations of structural batteries are applied: - standard layered composite configuration; - sandwich configuration, where the core is made of a honeycomb structure to increase the strength and simultaneously retard the propagation of a possible fire. The standard configuration is applied in the lower skin of the wings, whereas the sandwich configuration is used in the wing leading edge and in the fuselage. A Li-ion battery pack is installed in the aircraft with the main purpose of providing a supplementary source of energy. The hybrid-electric solution allows to increase the aircraft range, in particular exploiting the Internal Combustion Engine (ICE) to power the aircraft during the cruise phase. The ICE can be also used to recharge the battery in flight, decreasing the recharge time on ground.

Campo di applicazione

L'invenzione può essere impiegata in ogni aeromobile che sfrutti energia elettrica per la propulsione, sia che si tratti di un velivolo totalmente elettrico, sia ibrido-elettrico.--------------- The invention can be applied in every aircraft that exploits electric energy for propulsion, be it pure electric or hybrid-electric.

Vantaggi

I vantaggi dell'invenzione rispetto a un aeromobile ibrido-elettrico che non disponga di batterie strutturali sono i seguenti: - dal momento che la struttura dell’aeromobile è in grado di immagazzinare energia elettrica, una parte della batteria agli ioni di Litio può essere rimossa, consentendo una riduzione di peso a parità di autonomia; - le batterie strutturali non rappresentano un peso inutile una volta che vengono scaricate, in quanto contribuiscono ancora a sopportare i carichi meccanici. ------------------ The advantages of the invention compared to a hybrid-electric aircraft which does not feature structural batteries are: - since aircraft airframe is able to store electric energy, a part of the Li-ion battery pack can be removed, allowing a weight reduction at equal range performance; - structural batteries do not represent a useless weight once they are discharged, since they still contribute to bear mechanical loads.

Stadio di sviluppo

Progetto concettuale

Contatto

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