Μελέτη συστημάτων παροχής ηλεκτρικής ισχύος συνεχούς ρεύματος για μαχητικά αεροσκάφη χαμηλής παρατηρησιμότητας (stealth)

Abstract

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη του DC ηλεκτρικού συστήματος ενός μαχητικού αεροσκάφους χαμηλής παρατηρησιμότητας. Επίσης, αναλύεται η προσομοίωση στο περιβάλλον MATLAB/Simulink ενός τέτοιου συστήματος που περιέχει όλη τη διαδικασία παραγωγής της ηλεκτρικής ενέργειας, από την γεννήτρια μέχρι και τα φορτία. Ακόμα, μελετάται η αντικατάσταση του συσσωρευτή του συστήματος από μία κυψέλη καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEMFC). Τέλος, παρουσιάζονται οι επιπτώσεις που προκλήθηκαν από αυτή την αλλαγή, μέσα από μία νέα προσομοίωση. Πιο αναλυτικά, το πρώτο μέρος της εργασίας αποτελείται από το θεωρητικό υπόβαθρο που απαιτείται για μια τέτοια μελέτη, και συνίσταται από τα κεφάλαια 1 έως 6. Το κεφάλαιο 1 είναι εισαγωγικό, αφού γίνεται μία σύντομη ανάλυση των αεροπλάνων, και πιο συγκεκριμένα του αντικειμένου μελέτης μας: ενός μαχητικού αεροσκάφους χαμηλής παρατηρησιμότητας (τύπου Lockheed Martin F-16 ή F-35). Στο κεφάλαιο 2 κρίναμε απαραίτητο να παρουσιάσουμε και κάποια στοιχεία για τον κινητήρα του αεροσκάφους αφού αποτελεί την έμμεση πηγή ενέργειας του ηλεκτρικού του συστήματος. Στα κεφάλαια 3 έως 5 παρουσιάζονται τα βασικότερα μέρη που συμμετέχουν στην παραγωγή και διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα τέτοιο αεροσκάφος. Ακολούθως, στο κεφάλαιο 6 θεμελιώνουμε θεωρητικά και την κυψέλη καυσίμου που θέλουμε να εντάξουμε στο κύκλωμα. Το δεύτερο και κύριο μέρος της εργασίας, είναι τα κεφάλαια 7 και 8 στα οποία αναλύονται οι δύο προσομοιώσεις. Σε αυτά, αρχικά περιγράφεται λεπτομερώς η μοντελοποίηση που απαιτείται προκειμένου να μεταφέρουμε το κύκλωμα στο περιβάλλον MATLAB/Simulink. Στη συνέχεια, παρατίθενται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης και σχολιάζονται με βάση τη θεωρία των προηγούμενων κεφαλαίων. Επίσης, στο κεφάλαιο 8 γίνεται σύγκριση στη συμπεριφορά του DC συστήματος στις δύο προσομοιώσεις. Τέλος, έχουμε αφιερώσει το κεφάλαιο 9 στον απολογισμό αυτής της προσπάθειας, και τις πιθανές προεκτάσεις της.