Enhanced mid-fidelity modeling of distributed propulsion for aircraft preliminary design

Reducing pollutant emissions is one of the main goals of technological progress, in fact, many studies for cleaner aviation have been carried out in recent years. The main aim to achieve of this thesis is the integration of a meta-model equipped with distributed electric propulsion (DEP) and fitted with plain flaps, into a sizing routine for pure electric and hybrid electric aircraft (TITAN). In this work, plain flaps are used, a type of flap that has the advantage of being simple both in terms of construction, modelling with OpenVSP and prediction of the aerodynamic model trend; Furthermore, they are a valid choice for the type of aircraft studied. It is verified that the trend of behaviour with flap deflection, obtained with VLM simulations, corresponds to the one hypothesised. The use of this meta-model allows to take into account the aeropropulsive interaction between the propellers and the wing. The refinement of the meta-model with flap allows a more precise determination of the aeropropulsive interaction for the take-off and landing flight configuration.

La riduzione delle emissioni inquinanti è uno dei principali obiettivi del progresso tecnologico, infatti, da un po’ di anni sono in corso numerosi studi per rendere l’aviazione più ecologica. Lo scopo principale di questa tesi è l’integrazione di un meta-modello, dotato di propulsione elettrica distribuita (DEP) e di plain flap, in una routine di dimensionamento per velivoli elettrici puri e ibridi elettrici (TITAN). In questo lavoro vengono utilizzati i plain flap, siccome questi hanno il vantaggio di essere semplici sia in termini di costruzione, modellazione con OpenVSP e nella previsione dell’andamento dell’effetto aerodinamico; Inoltre rappresentano una valida scelta per la tipologia di velivolo studiata. E’ stato quindi verificato che il comportamento al variare della deflessione dei flap, ottenuto con le simulazioni VLM, corrisponda a quello ipotizzato. L’utilizzo di questo meta-modello permette di tenere conto dell’interazione aeropropulsiva tra le eliche e l’ala. L’affinamento del metamodello con i flap permette una determinazione più precisa dell’interazione aeropropulsiva per la configurazione di volo di decollo e atterraggio.