Aircraft design is an ever-expanding field of research. Disruptive aircraft architectures and the long-standing need for fast design processes are the main drivers behind the domain growth. Novel concepts like distributed propulsion, Vertical Take-Off and Landing, electrification, hybridization, etc., require new models and design strategies to achieve a significant degree of fidelity at every stage of the design. This paper proposes a framework targeting key techniques and assumptions to improve the accuracy of the preliminary aircraft design stage. Based on a review of modern design strategies, a model-based method has been developed. Two distinct approaches to component modeling have been compared for a hybrid-electric distributed propulsion aircraft. To complement this comparative study, the second modeling approach has been tested for three different hybrid electric architectures. The results showcase the feasibility of the three architectures, with promising results for the hydrogen powertrain system.

Nowadays, the aeronautical field is transitioning from conventional fuel to electricity or hydrogen energy vectors. New environmental regulations constraining aircraft manufacturers push them towards new aircraft and powertrain architectures. These architectures largely differ from the current ones and require new design standards. All of the aircraft design stages are concerned. The research work presented in this article stems from a need of defining the influence of the Energy Management System on the early design stages. Previous work laid down the design basis. This paper showcases an energy management strategy associating powertrain and aircraft operation. Results over 5 flights highlight significant fuel savings as well as design discrepancies.

Le secteur aéronautique est un domaine où l'innovation prime dans les limites des régulations en vigueur et de l'opinion publique. Ces deux derniers aspects ont mené à une standardisation des avions et de leur processus de conception. Aujourd'hui, les considérations environnementales demandent au secteur aérien d'atteindre la neutralité carbone en 2050. Pour ce faire, de nouveaux avions en rupture avec les concepts existants sont imaginés. Réviser et améliorer les processus de conception devient nécessaire pour développer ces concepts.Dans ce contexte, les avions à propulsion hybride électrique distribuée (PHED) disposent de certains atouts. D'une part, les systèmes hybrides et électriques qu'ils exploitent pourrait permettre de réduire la consommation d'énergie de l'avion. D'autre part, la performance à haute et basse vitesse de ces avions peut être lissée et améliorée par l'utilisation de plusieurs typologies de chaînes de traction.Les travaux de recherche réalisés portent sur les processus de conception de ces avions. Trois architectures hybrides sont sélectionnées et dimensionnées, de la première valeur du cahier des charges à la gestion d'énergie de l'avion complet. En filigrane, une analyse des méthodes de conception est proposée. Cette analyse permettra à de futures recherches d'employer une méthode et des modèles adaptés aux besoins de modélisation.