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Advisor(s)
Abstract(s)
The goal of this assignment is to obtain a way to calculate and to interpret numerically the influences of each physical transformation of the wing on an aircraft’s fuel consumption in a typical cruise mission, comparing it to a reference aircraft by applying calculation methods found in the works of Daniel P. Raymer, Denis Howe, among others.
Regarding the physical alterations made in the wing, there was a variation of the Aspect Ratio, Projected Area, Taper Ratio and Sweep. Two other aspects were also altered, the engines Bypass Ratio and the cruise speed. Although those are not wing characteristics, they were implemented to provide more data, making the assignment more complete.
The conclusion achieved was the fact that an increase in the bypass ratio and aspect ratio, associated with a decrease in wing surface, sweep and taper ratio led to a lower required fuel weight, originating an optimal aircraft for each of the five cruise speeds.
Each of these points was subjected to a study that involves the implementation of advanced composites on its main structures, demonstrating that the most influential structures in terms of empty weight and fuel requirement are the fuselage, wings and engines.
O objectivo deste trabalho é, através da aplicação de métodos de cálculo encontrados nas obras referidas e das fórmulas que lhe são intrínsecas, obter uma forma de calcular e interpretar numericamente quais as influências de cada alteração física da asa no consumo de uma aeronave durante um voo típico de cruzeiro, comparando-o com o consumo de uma aeronave de base. Em termos de alterações físicas da asa da aeronave, foram feitas variações de Razão de Aspecto, de Área Projectada, Afilamento e Ângulo de Enflechamento. Duas outras alterações foram efectuadas, o Bypass Ratio dos motores e a velocidade de cruzeiro. Estas não são relacionadas directamente com a asa, mas foram implementadas de modo a dar outras aproximações à questão. Chega-se à conclusão que uma razão de bypass e uma razão de aspecto maiores, aliados a uma área de asa, afilamento e enflechamento mais reduzidos levam a um consumo menor, originando uma aeronave óptima para cada uma das cinco velocidades de cruzeiro. Cada um dos pontos óptimos foi então sujeito a um estudo de implementação de compósitos avançados nas suas estruturas principais, demonstrando que as partes que mais influenciam o peso vazio da aeronave e o seu consumo de combustível são a fuselagem, as asas e os motores.
O objectivo deste trabalho é, através da aplicação de métodos de cálculo encontrados nas obras referidas e das fórmulas que lhe são intrínsecas, obter uma forma de calcular e interpretar numericamente quais as influências de cada alteração física da asa no consumo de uma aeronave durante um voo típico de cruzeiro, comparando-o com o consumo de uma aeronave de base. Em termos de alterações físicas da asa da aeronave, foram feitas variações de Razão de Aspecto, de Área Projectada, Afilamento e Ângulo de Enflechamento. Duas outras alterações foram efectuadas, o Bypass Ratio dos motores e a velocidade de cruzeiro. Estas não são relacionadas directamente com a asa, mas foram implementadas de modo a dar outras aproximações à questão. Chega-se à conclusão que uma razão de bypass e uma razão de aspecto maiores, aliados a uma área de asa, afilamento e enflechamento mais reduzidos levam a um consumo menor, originando uma aeronave óptima para cada uma das cinco velocidades de cruzeiro. Cada um dos pontos óptimos foi então sujeito a um estudo de implementação de compósitos avançados nas suas estruturas principais, demonstrando que as partes que mais influenciam o peso vazio da aeronave e o seu consumo de combustível são a fuselagem, as asas e os motores.
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Keywords
Consumo de Combustível Em Voos Comerciais Cruzeiro de Curto - Médio Alcance Green aircraft Influência da Asa No Consumo Uso de Compósitos Avançados