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THRUSH AEROSPACEYOUR DREAMS, OUR DUTY
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SOBRE NOSOTROS
Fundada por estudiantes de último curso de GIA
Motivación de Integración en el sector
Resolución eficiente de limitaciones técnicas
Innovación
Calidad, eficiencia y economía
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DEPARTAMENTOS
ESTRUCTURASMiguel SilleroElena ArroyoIsmael Gálvez
ESTABILIDADEsteban Pérez
María José PeñaFátima Ruiz
AERODINÁMICAFernando MorenoVioleta ÁlvarezÁlvaro Morillo
PROPULSIÓNLaura González
Guillermo ÁlvarezDaniel Fernández
DISEÑOEva Oya
María LiébanaAsunción Morales
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DISEÑODRAWING YOUR DREAMS
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OBJETIVOS DE DISEÑO
Máximo confort para nuestros pasajeros Mínimo ruido y vibraciones
Interior espacioso
Acabados flexibles según los requerimientos del cliente
Seguridad 100% asegurada Estricto cumplimiento de la normativa
Competitividad en el mercado
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DISEÑOS PRELIMINARES
Tipo de cola? Posición del ala? Posición de los motores?
Decisión según criterios:
Seguridad
Maniobrabilidad
Confort
Interferencias de configuraciones
Peso
Innovación
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EVOLUCIÓN
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Dimensiones generales
DIMENSIONES GENERALES
Fuselaje (R,r), m 1,963 ; 1,2684
Longitud total, m 36,169
Longitud cabina, m 5,21
Longitud fuselaje, m 21,265
Longitud cola, m 9,6940
Posición ala (B.a), m 19,14
Superf. Mojada, m2 604
Volumen presurizado, m3 152,27
Capacidad 75+3
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DISTRIBUCIÓN INTERIOR
Alto cabina (interior): 2,1m
Mucho espacio de almacenajeen cabina
1 ventana por pasajero
Pitch 810 mm
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DISTRIBUCIÓN INTERIOR
3 pasajeros/fila; 1-2
25 filas pasajeros +1fila tripulación
Asientos comparables a primera clase
Pasillo amplio, 45cm
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DISTRIBUCIÓN INTERIOR
Galley Baños
Baño amplio completamente equipadoZona de almacenaje apta para el mejor servicioen vuelo
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DISTRIBUCIÓN INTERIOR
Diseño consensuado con numerosos pilotos de amplia experiencia. Basadoen el modelo del A380
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TREN ATERRIZAJE
Configuración: triciclo
Retráctil: giro en dos ejes del tren principal
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SISTEMASSistema Peso(kg) X Cdg(m)
Flight control system 258,162 -2
Sistema hidráulico 117,346 6
Sistema instrumentación 410,712 14
Sistema eléctrico 704,078 2,6
Anti-hielo+presurización 422,447 0,8
Furnishing 1173,46 1
Elementos operacionales 176,019 -10,9
APU 11,7346 -19
Sistema de oxígeno 93,877 10
Baggage 11,7346 -1,75
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SISTEMAS
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SISTEMAS
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SISTEMAS
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SISTEMAS
FURNISHING
BAGGAGE
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Avances Tecnológicos
Reducción vibraciones Fibra de basalto integrada en el pilón
Reducción de ruido Unión ventanas flexible (reducción vibraciones)
Supresión activa de ruido mediante acople de ondas
Posibilidad de desmontar última fila para dar cabida a sillas de ruedas
Posibilidad de asientos calefactables con sistema de entretenimientoindividualizado
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ESTRUCTURASLIGHTER THAN A FEATHER
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Filosofía de trabajo
Materiales innovadores
Tecnología avanzada
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Evolución de pesos
Métodos empleados
1. Dimensionado preliminar
2. Factores lineales
3. Método completo
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Evolución de pesos
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 25736.31 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑀𝑀𝑊𝑊 = 12149 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑆𝑆 = 65 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 = 395.943
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 27726.4 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑀𝑀𝑊𝑊 = 13622.4 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑆𝑆 = 76.4563 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 = 362.643
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 = 23362.4 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑀𝑀𝑊𝑊 = 10364.6 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑆𝑆 = 67.84 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 = 344.375
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
Resultado final𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 23282.1 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑀𝑀𝑊𝑊 10661.1 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑆𝑆 67.84 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 343.478
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
Misión de diseño
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Evolución de pesos
Misión económica
Resultado final𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 18781.5 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑀𝑀𝑊𝑊 10661.1 𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑆𝑆 67.84 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 276.836
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
![Page 26: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/26.jpg)
Estudio de pesos
30,94%
0,45%14,4%
1,78%
29,35%
23,07%
Peso total (misión de diseño)
WestructWrefuerzosWsistWcrewWpayloadWfuel
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Estudio de pesos
33,97%
0,49%14,4%
2,21%
40,73%
6,89% 1,31%
Peso total (misión económica)
WestructWrefuerzosWsistWcrewWpayloadWfuelWequil
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Estudio de pesos
19,84%
2,86%
4,29%
32,62%11,4%
28,98%
Peso estructura
AlaHTPVTPFuselajeTren aterrMotores
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Estudio de pesos
7,64%3,47%
12,15%
20,83%
12,5%2,78%
0,35%
34,72%
0,35%5,21%
Peso sistemas
Fly controlHidráulicoInstrumentaciónEléctricoApiOxígenoApuFurnishingBaggageOpitem
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Comparación con aviones similares
ATR 72 BAe ATP
Características𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 23000 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑀𝑀𝑊𝑊 13010 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑆𝑆 61 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 377.05
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
Características𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀𝑀 22930 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑀𝑀𝑊𝑊 13595 𝑘𝑘𝑘𝑘𝑆𝑆 78.3 𝑚𝑚2
𝑀𝑀𝑆𝑆 292.85
𝑘𝑘𝑘𝑘𝑚𝑚2
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Envolvente centro de gravedad
0 500 1000 1500 2000 2500 300020.88
20.9
20.92
20.94
20.96
20.98
21
Distancia recorrida (km)
Pos
ició
n de
l CD
G (m
)
Misión de diseño
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Envolvente centro de gravedad
Misión económica
0 100 200 300 400 500 600 700 80020.91
20.915
20.92
20.925
20.93
20.935
Distancia recorrida (km)
Pos
ició
n de
l CD
G (m
)
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Materiales empleados
Fibra de carbono
Metales (aluminio aeronáutico)
Material compuesto, refuerzos
![Page 34: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/34.jpg)
AERODINÁMICATHE WINGS OF YOUR DREAMS
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EVOLUCIÓN
Ala hexagonal:
Alargamiento: 12,95
Estrechamiento:0.353
Area:65 m^2
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EVOLUCIÓN Ala con tramos rectos:
Alargamiento: 12,90
Estrechamiento:0.353
Area:74,87m^2
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DISEÑO FINAL
Modelo final
Alargamiento del ala con winglets : 14,29
Estrechamiento del ala : 0.353
Superficie alar con winglets : 69,62
e = 0.8963
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SELECCIÓN DE PERFILES
Requerimientos para el perfil:
𝐶𝐶𝑙𝑙𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚
𝐶𝐶𝑙𝑙𝑖𝑖
Confort y mejora aerodinámica:
𝐶𝐶𝑙𝑙𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 elevado por el diedro.
𝐶𝐶𝑑𝑑𝑑 bajo
Entrada en pérdida suave pensando en los pasajeros.
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SELECCIÓN DE PERFILES Se seleccionaron 3 perfiles finalmente.
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ANÁLISIS DE PERFILES De acuerdo a lo exigido por cada departamento el perfil final exigido para el
Ala fue el NACA 65(1)-412 cuyas características en Reynolds de crucero son:
𝑪𝑪𝒍𝒍𝒍𝒍 𝒍𝒍.𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑
𝑪𝑪𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍 𝟐𝟐.𝒍𝒍𝟎𝟎𝟐𝟐𝟑𝟑
𝜶𝜶𝒔𝒔𝒔𝒔𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍 𝟐𝟐𝟑𝟑𝟐
𝜶𝜶𝒁𝒁𝒁𝒁 −𝟑𝟑𝟐
𝑪𝑪𝒍𝒍𝒍𝒍 −𝒍𝒍.𝒍𝒍𝟎𝟎𝟑𝟑𝟎𝟎
𝑪𝑪𝒍𝒍𝜶𝜶 𝟎𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒/𝒓𝒓𝒍𝒍𝒓𝒓
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ANÁLISIS DE PERFILES
De acuerdo a lo exigido por cada departamento el perfil final exigido para el Ala fue el NACA 65(1)-412 cuyas caracteristicas en Reynolds de crucero son:
𝑪𝑪𝒓𝒓𝒍𝒍 𝒍𝒍.𝒍𝒍𝒍𝒍𝟎𝟎𝟑𝟑𝟑𝟑
𝑪𝑪𝒓𝒓𝒍𝒍𝒅𝒅𝒅𝒅 𝒍𝒍.𝒍𝒍𝒍𝒍𝟎𝟎𝟎𝟎𝟑𝟑
𝑪𝑪𝒍𝒍𝜶𝜶 𝟎𝟎,𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟒𝟒/𝒓𝒓𝒍𝒍𝒓𝒓
𝜶𝜶𝒁𝒁𝒁𝒁 −𝟑𝟑𝟐
![Page 42: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/42.jpg)
ANÁLISIS 3D DEL ALA
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Dispositivos Hipersustentadores
Se ha escogido como dispositivos hipersustentadores los handley page slot and, 40c Fowler flap deflected 40º.
Nos permite alcanzar un 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3.18
𝛼𝛼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠/𝑐𝑐𝑠𝑠𝑐𝑐𝑚𝑚𝑐𝑐 = 23.5º 𝛼𝛼𝑠𝑠𝑠𝑠𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠/𝑑𝑑𝑖𝑖𝑑𝑑𝑠𝑠𝑑𝑑 = 24.5º
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Dispositivos Hipersustentadores
El flap se encuentra ocupando el 40% de la semiala (bajo) y al ser un fowler el 40 % de la cuerda.
Ventaja: Esto supone que gran parte del ala exceptuando la zona destinada para alerones y otros subsistemas va destinado a almacenar combustible.
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RESULTADOS DEL ALA
SEGMENTO 𝑪𝑪𝒁𝒁𝑴𝑴𝒍𝒍𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒁𝒁𝜶𝜶 𝑪𝑪𝒁𝒁𝒍𝒍 𝜶𝜶𝒔𝒔𝒔𝒔𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍𝒍
crucero 1,96 5,28 0,28 23,5
Despegue\aterrizaje 3,18 5,28 1,61 24,5
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ANÁLISIS DE PERFILES VTP Y HTP
Perfil estabilizadores:
Naca: 0012
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RESULTADOS DEL HTP
𝑪𝑪𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝑪𝑪𝑪𝒓𝒓𝒍𝒍𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝒅𝒅 𝑪𝑪𝒁𝒁𝑴𝑴𝒍𝒍𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒁𝒁𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒁𝒁𝜶𝜶Crucero 1,79 0 4,16
Despegue/aterrizaje 1,68 0 4,16
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RESULTADOS DEL VTP
𝑪𝑪𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝑪𝑪𝑪𝒓𝒓𝒍𝒍𝑪𝑪𝒅𝒅𝑪𝒅𝒅 𝑪𝑪𝒁𝒁𝑴𝑴𝒍𝒍𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒁𝒁𝜶𝜶crucero 1,02 0 2,36
Despegue/aterrizaje 0,95 0 2,36
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POLAR DEL AVIÓN
POLAR 𝑪𝑪𝑫𝑫𝒍𝒍 𝑲𝑲𝟑𝟑 𝑲𝑲𝟐𝟐
CRUCERO 0.016 -0.0048 0.0288
DESPEGUE Y ATERRIZAJE
0.035 -0.0067 0.0387
DESPEGUE Y ATERRIZAJE2377m y 30º
0.0358 -0.008 0.04
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COMPOSICIÓN DEL COEFICIENTE DE RESISTENCIA PARASITARIA
0,0062
0,0061
0,0036
0
CRUCERO
FUSELAJE SUPERFICIES AERODINÁMICAS
MISCELÁNEOS TREN DE ATERRIZAJE
0,0069
0,0173
0,0042
0,0066
DESPEGUE Y ATERRIZAJE
FUSELAJE SUPERFICIES AERODINÁMICAS
MISCELÁNEOS TREN DE ATERRIZAJE
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OPTIMIZACIÓN Y MEJORA DE LA EFICIENCIA AERODINÁMICA
SHARK RIBLETS: Nos permite reducir el 𝐶𝐶𝐷𝐷0 entorno a un 10%, se ha decidido introducirlo en todo la superficie mojada de la aeronave.
Fillets: Estos rebordeos nos han permitido reducir un 2% del valor del 𝐶𝐶𝐷𝐷0.
Raked Wing: Nos han permitido reducir un 7% el coeficiente de resistencia inducida. Tiene un diseño futurista y atractivo para el pasajero y las aerolíneas.
Futuro: Al tener los motores tras el soporte que los mantiene , succionan y provocan la adherencia de la capa limite permitiendo disminuir la resistencia parasitaria.
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OPTIMIZACIÓN Y MEJORA DE LA EFICIENCIA AERODINÁMICA
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Actuaciones y Propulsión
TOGETHER TO THE TOP
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DETERMINACIÓN DE CARGA ALAR
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DETERMINACIÓN DE CARGA ALAR
3729 Pa
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DETERMINACIÓN DE CARGA ALAR
3729 Pa
3366 Pa
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ELECCIÓN DE PLANTA PROPULSORA
Motor Potencia (shp)
Peso (Kg) Consumo (lb/ shp h)
P&W 127 2750 480 0.459
P&W 150 A 5075 480 0.433
TP 400 D6 (80%)
8800 685 0.39
Posibles Motores:
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ELECCIÓN DE PLANTA PROPULSORA
Motor Potencia (shp)
Peso (Kg) Consumo (lb/ shp h)
P&W 127 2750 480 0.459
P&W 150 A 5075 480 0.433
TP 400 D6 (80%)
8800 685 0.39
Posibles Motores:
2 Pratt & Whitney Canada 150A
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ELECCIÓN DE PLANTA PROPULSORA
Motor Potencia (shp)
Peso (Kg) Consumo (lb/ shp h)
P&W 127 2750 480 0.459
P&W 150 A 5075 480 0.433
TP 400 D6 (80%)
8800 685 0.39
Posibles Motores:
2 Pratt & Whitney Canada 150A
+ 20 %
Potencia (shp)
6090 shp
Peso (Kg)
577 Kg
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CONFIGURACIÓN PUSHER Planta Propulsora en configuración
Pusher:
Mayor eficiencia
Evitar perturbación del flujo en el ala
Reducción de la resistenciaaerodinámica
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CONFIGURACIÓN PUSHER Planta Propulsora en configuración
Pusher: Mayor eficiencia Evitar perturbación del flujo en
el ala Reducción de la resistencia
aerodinámica Cambio de configuración:
Cambiar posición de la hélice Cambiar paso de la hélice Cerrar inlet superior
Ejemplo: P&W PT6T
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MISIÓN PRELIMINAR
![Page 63: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/63.jpg)
MISIÓN PRELIMINARCombustible (Kg) 7090
Palanca en crucero
0.78
Palanca en subida
0.3 – 0.95
CASM (cents $) 22.66
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MISIÓN PRELIMINARCombustible (Kg) 7090
Palanca en crucero
0.78
Palanca en subida
0.3 – 0.95
CASM (cents $) 22.66
Carencias• Palanca baja en
subida• Exceso de
potencia en crucero
• Consumo y CASM elevados
Mejoras
• Mayor ángulo de subida
• Vuelo a mayor altura y velocidad
• Reducciones de peso y mejoras aerodinámicas
Repercusión
• Mejor aprovechamiento de potencia
• Menor resistencia aerodinámica en crucero
• Vuelo más rápido• Menor consumo
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ESTUDIO DE MISIÓN DE DISEÑO Crucero a mayor altura y velocidad
![Page 66: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/66.jpg)
ESTUDIO DE MISIÓN DE DISEÑO Crucero a mayor altura y velocidad
Crucero a 27500ft y M=0.66 con palanca a 0.76
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MISIÓN DE DISEÑO
![Page 68: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/68.jpg)
MISIÓN DE DISEÑO
Combustible (Kg)
Tiempo Palanca en Crucero
Palanca Máxima
CASM (cents $)
5372 4 h 23 min 0.73 0.93 18.8
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MISIÓN DE DISEÑO
Combustible (Kg)
Tiempo Palanca en Crucero
Palanca Máxima
CASM (cents $)
5372 4 h 23 min 0.73 0.93 18.8
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MISIÓN DE DISEÑO Combustible consumido con y sin carga de pago
![Page 71: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/71.jpg)
MISIÓN ECONÓMICA Resultados relevantes de la Misión Económica
Combustible (Kg)
1293
Tiempo 1 h 18 min
Distancia (Km)
726
Palanca en Crucero
0.72
CASM (cents $)
19.41
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Cálculo de reserva de combustible
![Page 73: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/73.jpg)
CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Cálculo de reserva de combustible
Ampliación de la Misión de Diseño
![Page 74: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/74.jpg)
CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Cálculo de reserva de combustible
Ampliación de la Misión de Diseño
![Page 75: Presentación de PowerPointaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2016_17/GIA/Grupo_01...Violeta Álvarez Álvaro Morillo PROPULSIÓN Laura González Guillermo Álvarez Daniel Fernández](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042808/5f88e5d12430f000445316cb/html5/thumbnails/75.jpg)
CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Cálculo de reserva de combustible
Ampliación de la Misión de Diseño
16 %
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Cálculo de reserva de combustible
Ampliación de la Misión de Diseño
16 % 8 %
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Despegue y Aterrizaje en condición High-Hot
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Despegue y Aterrizaje en condición High-Hot
Normal High-Hot
Despegue 187 m 310 m
Aterrizaje 572 m 770 m
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Despegue y Aterrizaje en condición High-Hot
Normal High-Hot
Despegue 187 m 310 m
Aterrizaje 572 m 770 m
Fallo de Motor
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Despegue y Aterrizaje en condición High-Hot
Normal High-Hot
Despegue 187 m 310 m
Aterrizaje 572 m 770 m
Fallo de Motor
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CONDICIONES DE VUELO ESPECIALES
Despegue y Aterrizaje en condición High-Hot
Normal High-Hot
Despegue 187 m 310 m
Aterrizaje 572 m 770 m
Fallo de Motor
Rodadura con 2 Motores Transición con 1 Motor TOTAL
128 m 86 m 214 m
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Estabilidad y ControlPERFECT BALANCE
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Objetivos
ESTABILIDAD
ESTÁTICA
DINÁMICA
LONGITUDINAL
LATERAL -DIRECCIONAL
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1) Estabilidad Estática
1.1) Longitudinal
Avión Estable
MARGEN ESTÁTICO
𝑆𝑆𝑀𝑀 =𝑋𝑋𝑋𝑋𝑋𝑋 − 𝑋𝑋𝑋𝑋𝑘𝑘
𝐶𝐶𝐶𝐶𝑀𝑀 10% < 𝑆𝑆𝑀𝑀 < 30%
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A) Diseño Superficies Estabilizadoras
DISEÑO PRELIMINAR SUPERFICIES FINALES
Datos Aeronaves similares:
ATR 72
𝑺𝑺𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯 𝟒𝟒,𝟎𝟎𝟑𝟑𝒍𝒍𝟐𝟐
𝑺𝑺𝑽𝑽𝑯𝑯𝑯𝑯 𝟒𝟒,𝟑𝟑𝟑𝟑𝒍𝒍𝟐𝟐
𝑺𝑺𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯 𝟑𝟑𝒍𝒍,𝒍𝒍𝟎𝟎𝟑𝟑𝟑𝟑𝒍𝒍𝟐𝟐
𝑺𝑺𝑽𝑽𝑯𝑯𝑯𝑯 𝟑𝟑𝟐𝟐,𝟐𝟐𝟑𝟑𝟑𝟑𝟎𝟎𝒍𝒍𝟐𝟐
Datos Featherprop I
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Diseño Timón de Profundidad (Elevator)
𝑆𝑆𝑐𝑐𝑆𝑆𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
= 0,3327
𝑺𝑺𝒆𝒆 = 𝟑𝟑,𝟑𝟑𝟎𝟎𝟐𝟐𝟎𝟎𝒍𝒍𝟐𝟐
𝑋𝑋𝑐𝑐𝑋𝑋𝑑𝑑𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻𝐻
= 0,25
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B) Posición del ALA, el HTP y el CG
Ingeniería Concurrente
Distribución adecuada de
las cargas
• ComfortPasajeros
• Trimado
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Evolución de la estrategia seguida
1. Coincidencia CGw = CG aeronave SM = CTE
Sin embargo… ¡¡SM muy pequeño!!
2. CG aeronave hacia morro Si Wf ↓ → SM ↑
3. Iteraciones avanzadas… ¡¡El CG aeronave había cambiado mucho!!
Necesidad de mover CG aeronave hacia la cola Si Wf ↓ → SM ↓
𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝑪𝟑𝟑𝑪𝑪𝑪𝑪𝟐𝟐 𝑪𝑪𝑪𝑪𝟑𝟑
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Resultados obtenidos (I)
𝑿𝑿𝑪𝑪𝒍𝒍𝑾𝑾 𝟐𝟐𝒍𝒍,𝟐𝟐𝒍𝒍
𝑿𝑿𝑪𝑪𝒍𝒍𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯𝑯 𝟑𝟑𝟎𝟎,𝟎𝟎𝒍𝒍
Misión de Diseño
Misión Económica
SM (%) Con CP mitad crucero
25,5 26
SM (%) Con CP 0 fuel 23,4 25,5
SM (%) Sin CP mitad crucero
15,8 11,8
SM (%) Sin CP 0 fuel 10,3 10,3
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Resultados obtenidos (II)
MISIÓN DE DISEÑO MISIÓN ECONÓMICA
CON CP SIN CP CON CP SIN CP
𝛼𝛼 (º) −0,102 −0,174 −0,136 −1,29𝛿𝛿𝑐𝑐 (º) 2,38 2,14 2,11 3,52
𝐶𝐶𝑀𝑀𝛼𝛼 (1/rad) −1,22 −0,495 −1,24 −0,657𝐶𝐶𝑀𝑀𝑑 0,0633 0,0661 0,0551 0,0799
𝐶𝐶𝐷𝐷𝑖𝑖 0,77 � 10−5 0,69 � 10−5 0,6 � 10−5 0,00046
𝛼𝛼, 𝛿𝛿𝑐𝑐 ≈ 0 º𝐶𝐶𝑀𝑀𝛼𝛼 < 0𝐶𝐶𝑀𝑀𝑑 > 0𝐶𝐶𝐷𝐷𝑖𝑖 ≪ 𝐶𝐶𝐷𝐷𝑑 = 0,016
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1.2) Lateral – Direccional Diseño Superficies de Control
RUDDER𝐶𝐶𝑋𝑋𝛿𝛿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 > 𝐶𝐶𝑋𝑋𝛿𝛿𝑑𝑑𝑟𝑟𝑊𝑊𝑟𝑟
−0,17078 > −0,086289
𝑆𝑆𝑑𝑑𝑆𝑆𝑉𝑉𝐻𝐻𝐻𝐻
= 0,35 →
ALERONES𝐶𝐶𝑙𝑙𝛿𝛿𝑚𝑚𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 > 𝐶𝐶𝑙𝑙𝛿𝛿𝑚𝑚𝑟𝑟𝑊𝑊𝑟𝑟
0,15173 > −0,11666
𝑆𝑆𝑚𝑚𝑆𝑆𝑤𝑤
= 0,0445 →𝑺𝑺𝒓𝒓 = 𝟎𝟎,𝟐𝟐𝟎𝟎𝟑𝟑𝟎𝟎𝟑𝟑𝒍𝒍𝟐𝟐 𝑺𝑺𝒍𝒍 = 𝟑𝟑,𝒍𝒍𝟑𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎𝒍𝒍𝟐𝟐
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Se estudian 2 situaciones:
Despegue con fallo de motor
Aterrizaje con viento cruzado
ϕ -2,7801 º
δ𝑚𝑚 -2,2706 º
δ𝑑𝑑 10,2737 º
ϕ 2,2488 º
δ𝑚𝑚 1,1888 º
δ𝑑𝑑 8,4204 º
Φ < 5 º
𝛿𝛿𝑚𝑚 < δ𝑚𝑚𝑚𝑚𝑋𝑋𝑚𝑚 = 20º
𝛿𝛿𝑑𝑑 < δ𝑑𝑑𝑚𝑚𝑋𝑋𝑚𝑚 = 20º
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Resumen Estabilidad Estática: Derivadas
𝐶𝐶𝑌𝑌β 𝐶𝐶𝑌𝑌δ𝑎𝑎 𝐶𝐶𝑌𝑌δ𝑟𝑟𝐶𝐶𝑠𝑠β 𝐶𝐶𝑠𝑠δ𝑎𝑎 𝐶𝐶𝑠𝑠δ𝑟𝑟𝐶𝐶𝑐𝑐β 𝐶𝐶𝑐𝑐δ𝑎𝑎 𝐶𝐶𝑐𝑐δ𝑟𝑟
=−0,47904 0 0,32925−0,052552 0,19817 0,043796
0,10566 −0,018228 −0,14172
𝐶𝐶𝑠𝑠β < 0 𝐶𝐶𝑐𝑐β > 0Criterio de Estabilidad
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2) Estabilidad Dinámica2.1) Longitudinal
𝐶𝐶𝐿𝐿𝛼𝛼 𝐶𝐶𝐷𝐷𝛼𝛼 𝐶𝐶𝑀𝑀𝛼𝛼𝐶𝐶𝐿𝐿𝑢𝑢 𝐶𝐶𝐷𝐷𝑢𝑢 𝐶𝐶𝑀𝑀𝑢𝑢
𝐶𝐶𝐿𝐿𝑞𝑞𝐶𝐶𝐿𝐿�̇�𝛼
𝐶𝐶𝐷𝐷𝑞𝑞𝐶𝐶𝐷𝐷�̇�𝛼
𝐶𝐶𝑀𝑀𝑞𝑞
𝐶𝐶𝑀𝑀�̇�𝛼
=
6,7510 0,0791 −1,82850,2214 0,0026 07,35862,6281
00
−42,3085−4,5596
𝐶𝐶𝐿𝐿δ𝑒𝑒𝐶𝐶𝐷𝐷δ𝑒𝑒𝐶𝐶𝑀𝑀δ𝑒𝑒
=0,38270,0045−2,2796
𝐶𝐶𝐿𝐿𝛼𝛼 > 0 𝐶𝐶𝑀𝑀𝛼𝛼 < 0 𝐶𝐶𝑀𝑀𝑞𝑞 < 0
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Modos Longitudinales
Corto Período Fugoide
𝑑𝑑1,2 (1/𝑑𝑑) −0,64551 ± 0,86015 𝑑𝑑 −0,023756 ± 0,073197 𝑑𝑑ω𝑐𝑐(𝑟𝑟𝑋𝑋𝑑𝑑/𝑑𝑑) 1,0754 0,076955
ξ 0,60024 0,3087𝑀𝑀 (𝑑𝑑) 7,3048 85,8398𝑀𝑀12
(𝑑𝑑) 1,0736 29,1718
𝑁𝑁1/2 0,14657 0,3383
𝛿𝛿 4,72804 2,0447
Modos estables y oscilatorios
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2.2) Lateral - Direccional
𝐶𝐶𝑌𝑌β 𝐶𝐶𝑠𝑠β 𝐶𝐶𝑐𝑐β𝐶𝐶𝑌𝑌𝑝𝑝 𝐶𝐶𝑠𝑠𝑝𝑝 𝐶𝐶𝑐𝑐𝑝𝑝𝐶𝐶𝑌𝑌𝑟𝑟𝐶𝐶𝑌𝑌β̇
𝐶𝐶𝑠𝑠𝑟𝑟𝐶𝐶𝑠𝑠β̇
𝐶𝐶𝑐𝑐𝑟𝑟𝐶𝐶𝑐𝑐β̇
=
−0,7001 −0,0806 0,2015−0,4923 −0,6660 −0,03120,6027−0,0397
0,1341−0,0053
−0,26510,0171
𝐶𝐶𝑌𝑌δ𝑟𝑟 𝐶𝐶𝑠𝑠δ𝑟𝑟 𝐶𝐶𝑐𝑐δ𝑟𝑟𝐶𝐶𝑌𝑌δ𝑎𝑎 𝐶𝐶𝑠𝑠δ𝑎𝑎 𝐶𝐶𝑐𝑐δ𝑎𝑎
= 0,4483 0,0596 −0,19300 0,2034 −0,0140
𝐶𝐶𝑠𝑠𝑝𝑝 < 0
𝐶𝐶𝑐𝑐δ𝑟𝑟< 0
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Modos
Balanceo Holandés
Espiral
Convergencia en balance
𝑑𝑑𝟑𝟑,𝟐𝟐 (1/𝑑𝑑) −𝒍𝒍,𝒍𝒍𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟑𝟑𝟑𝟑 ± 𝟑𝟑,𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝟑𝒅𝒅
ω𝑐𝑐(𝑟𝑟𝑋𝑋𝑑𝑑/𝑑𝑑) 1,1753
ξ 0,085048
𝑀𝑀 (𝑑𝑑) 5,3657
𝑀𝑀12
(𝑑𝑑) 6,9333
𝑑𝑑 (1/𝑑𝑑) −0,0020978
𝑀𝑀12
(𝑑𝑑) 330,3475
𝑑𝑑 (1/𝑑𝑑) −𝟎𝟎,𝒍𝒍𝒍𝒍𝟎𝟎𝟐𝟐
𝑀𝑀12
(𝑑𝑑) 0,11538
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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN