Propulsión UAV con pila de combustible PEM de alta temperatura

BOLETIN OBSERVACION TECNOLOGICA 44

actualidad Propulsión UAV con pila de combustible PEM de alta temperatura Jordi Renau, Universidad CEU Cardenal Herrera Palabras clave: UAV, propulsión, pila de combustible, PEM. Metas tecnológicas relacionadas: MT 3.3.1. El presente proyecto, financiado por el Ministerio de Economía y Compe-titividad1 tiene como objetivo el de-sarrollo de una pila de combustible ultraligera para propulsar un UAV de pequeño tamaño hasta una elevada altura. Para ello, se cuenta con perso-nal del LIFTEC (Laboratorio de Inves-tigaciòn en Fluidodinámica y Tecnolo-gías de la Combustión), centro mixto del CSIC y la Universidad de Zarago-za, y de la Universidad CEU Cardenal Herrera. Como plataforma de prue-bas, se dispone de un UAV diseñado por la empresa alicantina Medavia S.A., actualmente propulsado por un sistema híbrido formado por un mo-tor de combustión interna (MCI) y otro eléctrico y que tiene una envergadura de 3,4 metros con una superficie alar de 0,8 m2 y una longitud total de 1,5 m. El actual peso en vacío es de 12 kg, pero podría aligerarse con algu-nas modificaciones en los materiales. A elevada altura, el rendimiento de los MCI se reduce rápidamente de-bido a la disminución de la presión y densidad del aire. Para compensar esta situación sería necesario incor-porar motores sobrealimentados (con compresor) lo que conlleva un incre-mento del peso total del sistema y la potencia requerida que resulta inasu-mible en UAVs de pequeño tamaño. La solución implica el uso de siste-mas de propulsión independientes de las condiciones atmosféricas como una pila de combustible de tipo PEM membrana de intercambio de proto-nes (PEMFC) alimentada con hidróge-no y oxígeno embarcados en la propia aeronave. Para el cálculo de la potencia necesa-ria de la pila, se realizó un análisis del problema aerodinámico para las tres fases de vuelo: ascenso, crucero y descenso. Algunos de los resultados obtenidos para la fase de ascenso se muestran en la figura 2. En línea Fig. 1. UAV de Medavia S.A. en vuelo. (Fuente: Medavia S.A.) 1  Ref.: ENE2012-38642-C02-01 Boletín de Observación Tecnológica en Defensa n.º 44. Tercer trimestre 2014 9


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