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
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
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
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
Análise de mercado
1000 km
2500 Km
3500 km
6
Análise de mercado
7
Número de assentos
Maior crescimento relativo: 70 a 110 passageirosEstimativa 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 interno108 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 kgBagagem=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 kgBagagem=26 kg
• Iterações
00 8,0 WW
WWWWW
fuel
efixengpayload
Número de Assentos 108 92
MTOW (W0) [Kg] 52300 48500
Estimativa de Carga Alar
13
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]
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]
TSL
/ 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
TakeoffLandingCruiseTurn
W0 / S [lb/ft2]
TSL
/ W0
Área de Asa
13
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
Comprimento das fuselagens
13
Método RaymerHigh 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 - AndersonXXXXXXXXXX
Aerodinâmica
13
Análises futurasEstol de ponta de asaInterferência da esteira da asa na empenagemMelhorar o aerofólioOtimização 3DAnálise 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
asto
[N]
Velocidade de Máximo Planeio = 200 m/sVelocidade de Máximo Alcance = 248 m/s
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]
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]
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
]
Desempenho
13
Motores: 2 x PW1000 G
Desempenho
13
Cálculo de alcanceXXXXXXXXXX
Desempenho
13
Cálculo de decolagem e pousoXXXXXXXXXX
Desempenho
13
Mais coisas feitas pelo BombaXXXXXXXXXX
Desempenho
13
Calculos futurosXXXXXXXXXX
Estruturas
13
PneusXXXXXXXXXX
Estruturas
13
Calculos futurosXXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Volume de caudaXXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Calculo de CGXXXXXXXXXX
Estabilidade
13
Passeio CG e outras coisitas maisXXXXXXXXXX
Sistemas
13
PilotoXXXXXXXXXX
Sistemas
13
PilotoXXXXXXXXXX
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
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