Requisitos Iniciais

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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. 2. Metas estabelecidas. 3. Análise de mercado. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Requisitos Iniciais
Page 2: Requisitos Iniciais

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 0.92

Page 3: Requisitos Iniciais

Metas estabelecidasConquistar 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

Page 4: Requisitos Iniciais

Análise de mercadoConcorrentes

• 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

Page 5: Requisitos Iniciais

Análise de mercadoFuturos clientes

• Renovação de frota: a partir de 5 anos

• Novas rotas

Mais de 140 empresas de linhas aéreasTendência: descentralização de rotas

Rotas regionais: de 1000 a 2500 km

Long range: 3500 km

5

Page 6: Requisitos Iniciais

Análise de mercado

1000 km

2500 Km

3500 km

6

Page 7: Requisitos Iniciais

Análise de mercado

7

Número de assentos

Maior crescimento relativo: 70 a 110 passageirosEstimativa da categoria: 5000 aeronaves em serviço

20262006

Page 8: Requisitos Iniciais

Missão

8

Page 9: Requisitos Iniciais

Conceito

9

Page 10: Requisitos Iniciais

Conceito

9

Page 11: Requisitos Iniciais

Conceito

9

Page 12: Requisitos Iniciais

Conceito

9

Page 13: Requisitos Iniciais

Conceito

9

Page 14: Requisitos Iniciais

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

Page 15: Requisitos Iniciais

Conceito

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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.

Page 16: Requisitos Iniciais

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

Page 17: Requisitos Iniciais

Conceito

10

Uso de materiais compósitos - Análise Boeing 787

Page 18: Requisitos Iniciais

Conceito

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Uso de materiais compósitos

Page 19: Requisitos Iniciais

Conceito

10

Uso de materiais compósitos

Page 20: Requisitos Iniciais

Conceito

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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

Page 21: Requisitos Iniciais

Conceito

11

Partes comuns

Page 22: Requisitos Iniciais

Conceito

13

Layout interno108 assentos (pitch 30")

92 assentos (pitch 30")

Page 23: Requisitos Iniciais

Estimativa de Peso

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Método Raymer – banco de dados

• Estimativa de Wfuel:16,5%• Calculo de Wpayload :

Passageiro=77,3 kgBagagem=26 kg

• : banco de dados• Iterações

000 1 WWWW

WWW

efuel

payloadcrew

Número de Assentos 108 92

MTOW (W0) [Kg] 56700 47900

0WWe

Page 24: Requisitos Iniciais

Estimativa de Peso

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Método Torenbeek

• Estimativa de Weng

• Estimativa de Wfuel (Banco de Dados)• Calculo de Wpayload

Passageiro=77,3 kgBagagem=26 kg

• Iterações

00 8,0 WW

WWWWW

fuel

efixengpayload

Número de Assentos 108 92

MTOW (W0) [Kg] 52300 48500

Page 25: Requisitos Iniciais

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 [k

g/m

2]

Page 26: Requisitos Iniciais

Carga de Potência

13

Método Raymer

Atitude T/WCruzeiro 0,06Subida 0,28

Decolagem 0,26

Page 27: Requisitos Iniciais

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]

TSL

/ W0

Região deSolução

Page 28: Requisitos Iniciais

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

TakeoffLandingCruiseTurn

W0 / S [lb/ft2]

TSL

/ W0

Page 29: Requisitos Iniciais

Área de Asa

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TorenbeekS ≥ W0 / (0,5. ρ .VTO

2. CLmax)

CLmax = 2,4 (Torenbeek: double sloted flap)VTO = 140 mph = 225 km/hS = 111,3 m2

Carga alar do banco de dadosS ≥ W0 / (W/S)

W/S = 484,2 kg/m2

W0 = 52300 kg S = 108 m2

Alongamento inicial: 9 Afilamento inicial: 0,5Envergadura: 31,5 m Corda média aerodinâmica: 3,5 mCorda da ponta: 2,3 mCorda da raiz: 4,7 m

Page 30: Requisitos Iniciais

Comprimento das fuselagens

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Método RaymerHigh Density

Pitch poltronas: XX pol

32,60 m

35,70 m

Page 31: Requisitos Iniciais

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

Page 32: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

13

Aerofólio - Critérios estabelecidos

Cl max > 1,8

t ≈ 12%

Mcrit ≈ 0,75

Cm > -0,15

Cd minimizado

Cl cruz ≈ 0,5

Page 33: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

13

Aerofólio - Supercrítico

Salomon 1

t 15%

Mcrit 0,65

Page 34: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

13

Aerofólio -Dispositivos de Hiper-Sustentação:Double Slotted Flap

Page 35: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

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Aerofólio do Leme: Laminar Simétrico

Objetivo: Cd →mín

Page 36: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

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Distribuição de Sustentação - AndersonXXXXXXXXXX

Page 37: Requisitos Iniciais

Aerodinâmica

13

Análises futurasEstol de ponta de asaInterferência da esteira da asa na empenagemMelhorar o aerofólioOtimização 3DAnálise winglets

Page 38: Requisitos Iniciais

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

asto

[N]

Velocidade de Máximo Planeio = 200 m/sVelocidade de Máximo Alcance = 248 m/s

Page 39: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Arrasto – HORUS 108

Velocidade de Máximo Planeio = 216 m/sVelocidade de Máximo Alcance = 246 m/s

0 50 100 150 200 250 300 350 4000

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

DpDiDtPolynomial (Dt)Reta de Max. AlcanceMax. Velocidade Planeio

Velocidade [m/s]

Arr

asto

[N]

Page 40: Requisitos Iniciais

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]

Empu

xo [N

]

Altitude [ft]

Page 41: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Potência requerida – HORUS 108

Altitude [ft]

100 150 200 250 300 350 4000

20000

40000

60000

80000

100000

120000

070001400021000280003500042000

Velocidade [m/s]

Empu

xo [N

]

Page 42: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Motores: 2 x PW1000 G

Page 43: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Cálculo de alcanceXXXXXXXXXX

Page 44: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Cálculo de decolagem e pousoXXXXXXXXXX

Page 45: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Mais coisas feitas pelo BombaXXXXXXXXXX

Page 46: Requisitos Iniciais

Desempenho

13

Calculos futurosXXXXXXXXXX

Page 47: Requisitos Iniciais

Estruturas

13

PneusXXXXXXXXXX

Page 48: Requisitos Iniciais

Estruturas

13

Calculos futurosXXXXXXXXXX

Page 49: Requisitos Iniciais

Estabilidade

13

Volume de caudaXXXXXXXXXX

Page 50: Requisitos Iniciais

Estabilidade

13

Calculo de CGXXXXXXXXXX

Page 51: Requisitos Iniciais

Estabilidade

13

Passeio CG e outras coisitas maisXXXXXXXXXX

Page 52: Requisitos Iniciais

Sistemas

13

PilotoXXXXXXXXXX

Page 53: Requisitos Iniciais

Sistemas

13

PilotoXXXXXXXXXX

Page 54: Requisitos Iniciais

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]

Tsl/W

to

Horus Aircraft

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Gráfico de Constrains Analysis

Page 55: Requisitos Iniciais

Horus Aircraft

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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

Page 56: Requisitos Iniciais

Horus Aircraft

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