Energy analysis of an aircraft turbo-electric hybrid engine

The escalating emissions of carbon dioxide (CO2) from the global aviation sector pose a significant challenge facing climate change. This thesis investigates the potential of different engine configurations to mitigate CO2 emissions by enhancing efficiency and reducing dependency on fossil fuels. With a focus on passenger flights, particularly international routes, the study evaluates the impact of various engine configurations on CO2 emissions. Four configurations—electric, hybrid-series, hybrid-parallel, and hybrid-series/parallel—are examined for their energy efficiency, design complexity, and requirements. Using a comprehensive analysis conducted on an Airbus A220-300 flying from Milan Malpensa Airport (MXP) to Paris Charles de Gaulle Airport (CDG), the performance and characteristics of each configuration are assessed in real-flight scenarios. Insights acquired from this study offer valuable information on the suitability of different engine configurations for specific aviation needs. Ultimately, this research contributes to the advancement of sustainable aviation technologies by providing a comparative understanding of the strengths and limitations of electric and hybrid motors, thereby aiding in the quest for a greener aviation industry.

Il costante aumento delle Emissioni di anidride carbonica (CO2), provenienti dal settore dell'aviazione, costituisce una sfida significativa per il cambiamento climatico. Lo scopo di questa tesi è di investigare il potenziale di diverse configurazioni di motori al fine di mitigare le emissioni di CO2, migliorando simultaneamente l'efficienza e riducendo la dipendenza dai combustibili fossili. L'impatto delle diverse configurazioni sulle emissioni di CO2 viene valutato concentrandosi sui voli passeggeri, in particolare sulle rotte internazionali. Quattro configurazioni - elettrica, ibrida-seriale, ibrida-parallela e ibrida-seriale/parallela - sono esaminate per la loro efficienza energetica, complessità progettuale e requisiti di volo. Attraverso un'analisi approfondita condotta su un Airbus A220-300 che vola dall'Aeroporto di Milano Malpensa (MXP) all'Aeroporto di Parigi Charles de Gaulle (CDG), le prestazioni e le caratteristiche di ogni configurazione sono valutate in scenari di volo reale. Le conoscenze acquisite da questo studio offrono informazioni preziose sull'idoneità delle diverse configurazioni per specifiche esigenze dell'aviazione. In ultima analisi, questa ricerca contribuisce l'avanzamento delle tecnologie di aviazione sostenibile fornendo un'analisi comparativa dei punti di forza e delle limitazioni dei motori elettrici e ibridi, apportatando così alla ricerca di un'industria dell'aviazione più verde.