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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
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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
5
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Análise de mercado
1000 km
2500 Km
3500 km
6
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Análise de mercado
7
Número de assentos
Maior crescimento relativo: 70 a 110 passageiros
Estimativa da categoria: 5000 aeronaves em serviço
20262006
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Missão
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Conceito
9
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Conceito
9
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Conceito
9
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Conceito
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Conceito
9
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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
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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.
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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
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Conceito
10
Uso de materiais compósitos - Análise Boeing
787
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Conceito
10
Uso de materiais compósitos
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Conceito
10
Uso de materiais compósitos
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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
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Conceito
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Partes comuns
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Conceito
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Layout interno
108 assentos (pitch 30")
92 assentos (pitch 30")
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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
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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
Número de Assentos 108 92
MTOW (W0) [Kg] 52300 48500
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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 [
kg
/m2
]
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Carga de Potência
13
Método Raymer
Atitude T/WCruzeiro 0,06Subida 0,28
Decolagem 0,26
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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
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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
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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
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Comprimento das fuselagens
13
Método Raymer
High Density
Pitch poltronas: XX pol
32,60 m
35,70 m
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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
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Aerodinâmica
13
Aerofólio - Critérios estabelecidos
Cl max > 1,8
t ≈ 12%
Mcrit ≈ 0,75
Cm > -0,15
Cd minimizado
Cl cruz ≈ 0,5
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Aerodinâmica
13
Aerofólio - Supercrítico
Salomon 1
t 15%
Mcrit 0,65
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Aerodinâmica
13
Aerofólio -Dispositivos de Hiper-Sustentação:
Double Slotted Flap
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Aerodinâmica
13
Aerofólio do Leme:
Laminar Simétrico
Objetivo: Cd →mín
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Aerodinâmica
13
Distribuição de Sustentação - Anderson
XXXXXXXXXX
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Aerodinâmica
13
Análises futuras
Estol de ponta de asa
Interferência da esteira da asa na empenagem
Melhorar o aerofólio
Otimização 3D
Análise winglets
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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
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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]
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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]
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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
]
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Desempenho
13
Motores: 2 x PW1000 G
![Page 43: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/43.jpg)
Desempenho
13
Cálculo de alcance
XXXXXXXXXX
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Desempenho
13
Cálculo de decolagem e pouso
XXXXXXXXXX
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Desempenho
13
Mais coisas feitas pelo Bomba
XXXXXXXXXX
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Desempenho
13
Calculos futuros
XXXXXXXXXX
![Page 47: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/47.jpg)
Estruturas
13
Pneus
XXXXXXXXXX
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Estruturas
13
Calculos futuros
XXXXXXXXXX
![Page 49: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/49.jpg)
Estabilidade
13
Volume de cauda
XXXXXXXXXX
![Page 50: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/50.jpg)
Estabilidade
13
Calculo de CG
XXXXXXXXXX
![Page 51: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/51.jpg)
Estabilidade
13
Passeio CG e outras coisitas mais
XXXXXXXXXX
![Page 52: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/52.jpg)
Sistemas
13
Piloto
XXXXXXXXXX
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Sistemas
13
Piloto
XXXXXXXXXX
![Page 54: Requisitos Iniciais Aeronave de Transporte Comercial Base de certificação FAR 25 Propor Família de Aeronaves: 50 a 120 passageiros Alcance máximo 8000.](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062700/552fc12e497959413d8d3920/html5/thumbnails/54.jpg)
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
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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
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Horus Aircraft
13