Estudio sobre el uso de refrigeración líquida en el Power Distribution Panel (PDP) en aviación

Abstract

La Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla después de la implantación del Plan Bolonia en 2008 reorganiza los conocimientos de la antigua Licenciatura en Ingeniería Aeronáutica para que los títulos expedidos se encuentren homologados a nivel europeo. Desde este momento, el Grado en Ingeniería Aeroespacial suprime parte de los conocimientos impartidos en la Licenciatura y se trasladan al Máster en Ingeniería Aeronáutica de la Universidad de Sevilla que otorgan las competencias completas a quien lo realiza. En este contexto, en este Trabajo de Fin de Máster se implementan los conocimientos impartidos en dicho Máster, entendiendo la aeronave como un sistema multidisciplinar, complejo y con relaciones entre sus diferentes partes con el fin de poder desplegar las competencias adquiridas en éste. Por un lado, se tiene en cuenta el desarrollo histórico de la aviación para poner en contexto el punto actual y los objetivos y funciones que un ingeniero deberá desempeñar en su día a día: los retos a nivel de optimización a nivel estructural frente a las nuevas generaciones de aviónica en continuo desarrollo. En esta situación, se pone el foco en el Sistema de Distribución de Potencia Primaria (PDS) y las limitaciones a nivel técnico que comienzan a aparecer con el control de la temperatura en el Power Distribution Panel (PDP). En el estudio del control de temperatura del sistema de aviónica se hará una presentación de las tecnologías actuales frente a las ideas disruptivas para plantear alternativas a los métodos actuales y terminar diseñando un nuevo sistema de refrigeración para el PDP. Para ello, se desarrollan competencias de múltiples campos que se han desarrollado durante el Máster: desde el conocimiento avanzado de la Aviónica para conocer el funcionamiento del PDS, hasta el funcionamiento de los motores de una aeronave para obtener los datos relativos a los sangrados de aire; pasando por la Mecánica de Fluidos para la refrigeración convectiva o la Transferencia de Calor para la globalidad de la propia refrigeración. Esta aplicación de conocimientos se realiza de la manera ingenieril más puramente posible, el uso del software comercial ANSYS permite el análisis con Computational Fluid Dynamics (CFD) una vez se ha desarrollado un modelo completo del sistema. Con ello se consiguen resultados más allá del lápiz y papel de las aulas, reduciendo las hipótesis al mínimo y pudiendo obtener el comportamiento del nuevo sistema de refrigeración que se ha diseñado. Se concluye con el análisis y la comparación de los resultados obtenidos en CFD respecto a las soluciones actuales para valorar el potencial que tiene. Finalmente, se realiza una valoración del trabajo realizado y se proponen posibles líneas para continuar el desarrollo y la investigación de la refrigeración líquida en la industria aeronáutica.