Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família...

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

2

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)

4

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

5

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

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


Conceito

10


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

13

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

13

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


MTOW (W0) [Kg] 52300 48500

Estimativa de Carga Alar

13

Banco de dados

018,005199,0/ WSW


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

13

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

13

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

13

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

13

Método Raymer

High Density

Pitch poltronas: XX pol

32,60 m

35,70 m

Aerodinâmica

13

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

13

Aerofólio - Critérios estabelecidos

Cl max > 1,8

t ≈ 12%

Mcrit ≈ 0,75

Cm > -0,15

Cd minimizado

Cl cruz ≈ 0,5

Aerodinâmica

13

Aerofólio - Supercrítico

Salomon 1

t 15%

Mcrit 0,65

Aerodinâmica

13

Aerofólio -Dispositivos de Hiper-Sustentação:

Double Slotted Flap

Aerodinâmica

13

Aerofólio do Leme:

Laminar Simétrico

Objetivo: Cd →mín

Aerodinâmica

13

Distribuição de Sustentação - Anderson

XXXXXXXXXX

Aerodinâmica

13

Análises futuras

Estol de ponta de asa

Interferência da esteira da asa na empenagem

Melhorar o aerofólio

Otimização 3D

Análise winglets

Desempenho

13

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

13

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

13

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

13

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

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

13

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

13

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