Development of an energy efficient no-bleed environmental control system for aircraft with distributed power plant

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Background: Today, there are high fuel efficiency requirements to state-of-the-art passenger aircraft. The environmental control system (ECS), a one on general aircraft systems, shall have high energy efficiency to ensure the overall fuel efficiency of the aircraft, including by integrating compressed air sources and electric air cycle machines in the ECS.

Aim: To estimate the performance of the circuit solution created during research and development (R&D) of the energy-efficient electric ECS of an aircraft.

Materials and methods: We developed a static mathematical model of an electric ECS with moisture content control to determine system parameters in various operating modes.

Results: The article presents specifications of the electric turbo compressor (ETC) as a key unit of the studied electric ECS and the calculation of ECS parameters for different operating modes.

Conclusion: The article presents conclusions on the operability of the proposed design of an energy-efficient ECS with an ETC for a regional distributed propulsion aircraft, the achieved level of readiness of the ECS technology, the need for research and development of ETC and ETC-based ECS pack.

About the authors

Igor V. Tishchenko

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»; Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: iv.tishchenko@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0000-0001-6094-8723
SPIN-code: 5630-4301

Cand. Sci (Engineering)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Sergey A. Abalakin

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»

Email: sa.abalakin@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0009-0001-9193-1147
SPIN-code: 7580-9545
Russian Federation, Moscow

Artem S. Gornovskii

Public Joint Stock Company NPO «Nauka»

Email: as.gornovskiy@npo-nauka.ru
ORCID iD: 0000-0003-2676-3463
SPIN-code: 8087-8959
Russian Federation, Moscow

Konstantin N. Gubernatorov

Federal Autonomous Institution «GosNIIAS»

Email: guber47@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0007-4795-5655
SPIN-code: 5063-7716
Russian Federation, Moscow

References

  1. Kalenskiy SM, Morzeeva TA, Ezrokhi YuA. The application of the variable pitch fan blades in the distributed powerplant for advance long-range aircraft for matching takeoff and cruise. Aviation engines. 2019;3:49–56. (In Russ.)
  2. Smagin DI, Starostin KI, Savel’ev RS, et al. Analysis of competing variants of air conditioning systems without air extraction from engines at the stage of passenger aircraft onboard systems conceptual design. Computational nanotechnology. 2019;6(3):86–91. (In Russ.) doi: 10.33693/2313-223X-2019-6-3-86-91
  3. D’yachenko YuV, Sparin VA, Chichindaev AV. Aircraft life support systems. Novosibirsk: NGTU; 2019. (In Russ.)
  4. Kalliopin AK, Savel’ev RS, Smagin DI. Main trends in designing air conditioning systems for future-technology vehicles. Engineering magazine: science & innovations. 2017;(6). doi: 10.18698/2308-6033-2017-6-1627
  5. Cronin MJ. Design aspect of systems in all electric aircraft. SAE Technical Papers Series. 1982;821436.
  6. Voronovich S, Kargapol’tsev V, Kutakhov V. All-electric aircraft. Aviapanorama. 2009;2:23–27.
  7. Nelson T. B787 systems and performance. Boeing; 2005.
  8. Liebherr-Aerospace, Germany, Liebherr-International Deutschland GmbH. 2016. Accessed: 07.10.2024. Available from: https://www.liebherr.com/shared/media/aerospace-and-transportation/aerospace/downloads/magazines/aets-magazines-recent/liebherr-aerospace-magazine-2016-en.pdf

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Distributed power plant layouts for regional (а) and long-haul (b) aircraft.

Download (93KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Subsystem diagram of the studied ECS.

Download (429KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Analytical subsystem model of the studied ECS.

Download (291KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. General calculation cycle.

Download (176KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Electric turbo compressor (exterior view).

Download (143KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».