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Publicação
Weight Estimation of a Twin-body Liquid Hydrogen Airliner “Gondola”
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 7.52 MB | Adobe PDF |
Autores
Resumo(s)
The following dissertation addresses the use of hydrogen in the aeronautical sector,
presenting the environmental objectives intended to be achieved and disseminating the
scientific history regarding the emergence of new aircraft concepts or the adaptation of
existing ones.
Of the proposed configurations, this work is dedicated to the new concept of a doublefuselage asymmetrical aircraft powered by liquid hydrogen—the “Gondola” Airliner. In
this document, a preliminary study estimates the mass of this new configuration,
highlighting the precision of Torenbeek’s method used to calculate the mass of the
“Gondola” fuselage and the application of Breguet’s range equation for the required fuel
valuation. Having estimated the mass of the novel configuration, its longitudinal mass
distribution was compared with the equivalent Airbus model, the A320, following the
longitudinal segmentation method proposed in the A320 weight and balance manual.
Considering that hydrogen is not stored in the aircraft’s wings and that its tanks
significantly contribute to the weight of the new configuration, the longitudinal mass
distribution of the two aircraft, while having a similar profile, primarily differs in the
regions where the hydrogen tanks are located.
Posteriorly, once the required fuel estimate was reached and considering the scalability
of the aircraft structure for other flight missions, the main task of this work was executed,
which is related to the three-dimensional preliminary design of the new aircraft model,
using the Catia V5 software. The creation of 3D models of the new configuration and the
A320 aims at a future aerodynamic comparison study, using a CFD tool.
A seguinte dissertação aborda a utilização do hidrogénio no setor aeronáutico, com a apresentação geral dos objetivos ambientais que se pretendem alcançar e a divulgação do histórico científico relativamente ao surgimento de novos conceitos de aeronaves ou adaptação dos já existentes. Das configurações propostas, este trabalho dedica-se ao novo conceito de uma aeronave assimétrica comercial de dupla fuselagem movida a hidrogénio líquido – “Gondola” Airliner. Neste documento, efetuou-se o estudo preliminar da estimativa da massa desta nova configuração, da qual se destaca a precisão do método de Torenbeek utilizado na estimativa da massa da fuselagem “Gondola” e a utilização da equação de Breguet para o alcance na estimativa de combustível necessário. Com a massa da nova configuração estimada procedeu-se à comparação da sua distribuição longitudinal de massa com o modelo equivalente da Airbus, o A320, seguindo o método de segmentação longitudinal proposto no manual de peso e centragem do A320. Tendo em conta que o hidrogénio não é transportado nas asas da aeronave e que os seus reservatórios contribuem significativamente para o peso da nova configuração, distribuição longitudinal de massa das duas aeronaves embora tenham um perfil parecido, diferem principalmente nas regiões onde se localizam os tanques de hidrogénio. Posteriormente, alcançada a estimativa de combustível necessário e tendo em vista a escalabilidade da estrutura da aeronave para outras missões de voo, procedeu-se à concretização da tarefa principal deste trabalho que se prende com o projeto preliminar tridimensional do novo modelo da aeronave, utilizando o software Catia V5. A elaboração dos modelos 3D da nova configuração e do A320 têm em vista um estudo de comparação aerodinâmica futura, utilizando uma ferramenta CFD.
A seguinte dissertação aborda a utilização do hidrogénio no setor aeronáutico, com a apresentação geral dos objetivos ambientais que se pretendem alcançar e a divulgação do histórico científico relativamente ao surgimento de novos conceitos de aeronaves ou adaptação dos já existentes. Das configurações propostas, este trabalho dedica-se ao novo conceito de uma aeronave assimétrica comercial de dupla fuselagem movida a hidrogénio líquido – “Gondola” Airliner. Neste documento, efetuou-se o estudo preliminar da estimativa da massa desta nova configuração, da qual se destaca a precisão do método de Torenbeek utilizado na estimativa da massa da fuselagem “Gondola” e a utilização da equação de Breguet para o alcance na estimativa de combustível necessário. Com a massa da nova configuração estimada procedeu-se à comparação da sua distribuição longitudinal de massa com o modelo equivalente da Airbus, o A320, seguindo o método de segmentação longitudinal proposto no manual de peso e centragem do A320. Tendo em conta que o hidrogénio não é transportado nas asas da aeronave e que os seus reservatórios contribuem significativamente para o peso da nova configuração, distribuição longitudinal de massa das duas aeronaves embora tenham um perfil parecido, diferem principalmente nas regiões onde se localizam os tanques de hidrogénio. Posteriormente, alcançada a estimativa de combustível necessário e tendo em vista a escalabilidade da estrutura da aeronave para outras missões de voo, procedeu-se à concretização da tarefa principal deste trabalho que se prende com o projeto preliminar tridimensional do novo modelo da aeronave, utilizando o software Catia V5. A elaboração dos modelos 3D da nova configuração e do A320 têm em vista um estudo de comparação aerodinâmica futura, utilizando uma ferramenta CFD.
Descrição
Palavras-chave
Aeronave Assimétrica Hidrogénio Projeto Preliminar