requisitos iniciais aeronave de transporte comercial base de certificação far 25 propor família...
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Requisitos Iniciais
• Aeronave de Transporte Comercial
• Base de certificação FAR 25
• Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros
• Alcance máximo 8000 km (reserva de combustível:
6%)
• Velocidade de Cruzeiro Mach 0.7 a 0.9
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Metas estabelecidas
Conquistar Mercado
Baixo custo operacional
Fácil manutenção
Partes comuns
Aeronaves leves
Compósitos
Motores eficientes
Consumo combustível
Menor emissão sonora
Qualidade
Conforto
Alcance
Design
Interno
Externo
3
Análise de mercado
Concorrentes
• Embraer (EMB 170, EMB 175, EMB 190, EMB 195)
• Bombardier (CRJ 700, CRJ 705 , CRJ 900, CRJ 1000, CS100)
• Mitsubishi (MRJ 70)
• Sukhoi (Superjet)
• Airbus (A318)
• Boeing (B 737-600)
• ACAC - China (ARJ 21-900)
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Análise de mercado
Futuros clientes
• Renovação de frota: a partir de 5 anos
• Novas rotas
Mais de 140 empresas de linhas aéreas
Tendência: descentralização de rotas
Rotas regionais: de 1000 a 2500 km
Long range: 3500 km
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Análise de mercado
1000 km
2500 Km
3500 km
6
Análise de mercado
7
Número de assentos
Maior crescimento relativo: 70 a 110 passageiros
Estimativa da categoria: 5000 aeronaves em serviço
20262006
Missão
8
Conceito
9
Conceito
9
Conceito
9
Conceito
9
Conceito
9
Conceito
9
Blended Winglets
• Diminui a intensidade dos vórtices de ponta de asa
• Diminui consumo combustível – cerca de 3%
• Diminui custo operacional
• Melhora desempenho: carga paga / alcance
• Pouco acréscimo de peso – cerca de 0,5% do peso vazio
• Sem impactos significantes em manutenção,
operações em solo ou em vôo
Conceito
10
Uso de materiais compósitos
• Diminuição de peso da aeronave
• Liberdade nas formas: aerodinâmica
• Maior eficiência estrutural
• Métodos de reparos inovadores
• Necessidade de desenvolvimento de conhecimento nesta
área
• Dificuldade de homologação
• Aumento de demanda por compósitos.
Conceito
10
Uso de materiais compósitos - Análise Boeing 787
• 20% de economia de combustível em relação aos concorrentes
•10% mais barato a milha por passageiro que os aviões da mesma
categoria
• Diminuir 1% no peso do avião diminui em 0,75%-1% o consumo
de combustível
Conceito
10
Uso de materiais compósitos - Análise Boeing
787
Conceito
10
Uso de materiais compósitos
Conceito
10
Uso de materiais compósitos
Conceito
10
Uso de materiais compósitos
Reparabilidade e Manutenção:
• Utilização de NDT para verificação de fadiga, trincas , etc.-Ultrasom baixa freqüência-CT scan-Termografia
• Projetar visando simplicidade no reparo.
• Tecnicas mais comuns de reparo:-non-patch repairs: adequado para pequenos danos-bonded external patch repairs: reparos de laminados
compósitos com menos de 2 mm de espessura-bonded scarf repairs: adequado para seções de compósito
espessas
Conceito
11
Partes comuns
Conceito
13
Layout interno
108 assentos (pitch 30")
92 assentos (pitch 30")
Estimativa de Peso
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Método Raymer – banco de dados
• Estimativa de Wfuel:16,5%
• Calculo de Wpayload :
Passageiro=77,3 kg
Bagagem=26 kg
• : banco de dados
• Iterações
000 1 WWWW
WWW
efuel
payloadcrew
Número de Assentos 108 92
MTOW (W0) [Kg] 56700 47900
0WWe
Estimativa de Peso
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Método Torenbeek
• Estimativa de Weng
• Estimativa de Wfuel (Banco de Dados)
• Calculo de Wpayload
Passageiro=77,3 kg
Bagagem=26 kg
• Iterações
00 8,0 WW
WWWWW
fuel
efixengpayload
Número de Assentos 108 92
MTOW (W0) [Kg] 52300 48500
Estimativa de Carga Alar
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Banco de dados
018,005199,0/ WSW
Número de Assentos 108 92
W/S [Kg/m2] 484,2 484,8
30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 700000
100
200
300
400
500
600
700
Wo [kg]
W /
S [
kg
/m2
]
Carga de Potência
13
Método Raymer
Atitude T/WCruzeiro 0,06Subida 0,28
Decolagem 0,26
Constraint Analysis
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Método Mattingly
0 250 500 750 1000 1250 15000.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
TakeoffLandingCruiseTurn
W0 / S [kg/m2]
TS
L /
W0
Região deSolução
Constraint Analysis
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Comparação
0 50 100 150 200 250 3000.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
Takeoff
Landing
Cruise
Turn
W0 / S [lb/ft2]
TS
L /
W0
Área de Asa
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Torenbeek
S ≥ W0 / (0,5. ρ .VTO2. CLmax)
CLmax = 2,4 (Torenbeek: double sloted flap)
VTO = 140 mph = 225 km/h
S = 111,3 m2
Carga alar do banco de dados
S ≥ W0 / (W/S)
W/S = 484,2 kg/m2
W0 = 52300 kg
S = 108 m2
Alongamento inicial: 9
Afilamento inicial: 0,5
Envergadura: 31,5 m
Corda média aerodinâmica: 3,5 m
Corda da ponta: 2,3 m
Corda da raiz: 4,7 m
Comprimento das fuselagens
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Método Raymer
High Density
Pitch poltronas: XX pol
32,60 m
35,70 m
Aerodinâmica
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Aerofólio – Banco de dados
AeronaveAerofólio
RAIZ PONTABoeing 737-100 BAC449/450/451 BAC442B
Douglas DC-9-30 DSMA-433A/434-A DSMA435A/436A
Fairchild Dornier 428 Do A-5 Do A-5
Embraer ERJ-145 Embraer Supercritical Embraer Supercritical
YAK-42 TsAGI-Sr9 8,5% TSAGI-SR9 6,5%
Fokker 100 Fokker 12,3% Fokker 9,6%
B737 100 15,37% 10,80%
Jane’s e UIUC
Aerodinâmica
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Aerofólio - Critérios estabelecidos
Cl max > 1,8
t ≈ 12%
Mcrit ≈ 0,75
Cm > -0,15
Cd minimizado
Cl cruz ≈ 0,5
Aerodinâmica
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Aerofólio - Supercrítico
Salomon 1
t 15%
Mcrit 0,65
Aerodinâmica
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Aerofólio -Dispositivos de Hiper-Sustentação:
Double Slotted Flap
Aerodinâmica
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Aerofólio do Leme:
Laminar Simétrico
Objetivo: Cd →mín
Aerodinâmica
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Distribuição de Sustentação - Anderson
XXXXXXXXXX
Aerodinâmica
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Análises futuras
Estol de ponta de asa
Interferência da esteira da asa na empenagem
Melhorar o aerofólio
Otimização 3D
Análise winglets
Desempenho
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Arrasto – HORUS 92
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
DpDiDtPolynomial (Dt)Max. AlcanceMax. Velocidade Planeio
Velocidade [m/s]
Arr
as
to [
N]
Velocidade de Máximo Planeio = 200 m/s
Velocidade de Máximo Alcance = 248 m/s
Desempenho
13
Arrasto – HORUS 108
Velocidade de Máximo Planeio = 216 m/s
Velocidade de Máximo Alcance = 246 m/s
0 50 100 150 200 250 300 350 4000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
Dp
Di
Dt
Polynomial (Dt)
Reta de Max. Alcance
Max. Velocidade Planeio
Velocidade [m/s]
Arr
as
to [
N]
Desempenho
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Potência requerida – HORUS 92
100 150 200 250 300 350 4000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
070001400021000280003500042000
Velocidade [m/s]
Em
pu
xo
[N
]
Altitude [ft]
Desempenho
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Potência requerida – HORUS 108
Altitude [ft]
100 150 200 250 300 350 4000
20000
40000
60000
80000
100000
120000
0
7000
14000
21000
28000
35000
42000
Velocidade [m/s]
Em
pu
xo
[N
]
Desempenho
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Motores: 2 x PW1000 G
Desempenho
13
Cálculo de alcance
XXXXXXXXXX
Desempenho
13
Cálculo de decolagem e pouso
XXXXXXXXXX
Desempenho
13
Mais coisas feitas pelo Bomba
XXXXXXXXXX
Desempenho
13
Calculos futuros
XXXXXXXXXX
Estruturas
13
Pneus
XXXXXXXXXX
Estruturas
13
Calculos futuros
XXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Volume de cauda
XXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Calculo de CG
XXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Passeio CG e outras coisitas mais
XXXXXXXXXX
Sistemas
13
Piloto
XXXXXXXXXX
Sistemas
13
Piloto
XXXXXXXXXX
0 50 100 150 200 250 3000.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
92 pax108 pax
Takeoff
Landing
Cruise
Turn
108 pax
92 pax
Wto/S [lb/ft2]
Ts
l/Wto
Horus Aircraft
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Gráfico de Constrains Analysis
Horus Aircraft
13
Motores PW 1000G
Baixo consumoBaixo ruído
WingletsMelhor desempenhoMenor consumo de
combustível
Materiais compósitos: tecnologia, desempenho e menor custo operacional
Aeronave confiável e design bem aceito pelo
cliente final: o passageiro
Longo alcance: leva o passageiro direto ao seu destino com baixo custo
de operação
Horus Aircraft
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