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Estudo da variação do peso estrutural da asa de uma aeronave comercial de transporte em função do Mach de cruzeiro.

André Luiz Delgado Regis 08 December 2003 (has links)
A velocidade de cruzeiro de uma aeronave comercial ée normalmente estabelecida através de estudos comparativos com aeronaves existentes e com o compromisso de vários outros parâmetros, tais como consumo de combustível, tempo necessário para executar uma missão típica e mesmo, apelo comercial de venda. Contudo, ao se estabelecer velocidades de cruzeiro elevadas, em decorrência de se desejar um menor tempo de vôo, o peso estrutural da aeronave aumenta consideravelmente em algumas faixas de número de Mach. Também, a necessidade de se enflechar a asa faz com que, eventualmente, dispositivos hipersustentadores complexos sejam empregados, aumentando o peso estrutural. O maior consumo de combustível em velocidades elevadas, faz com que se tenha asas de maior área, para poder alojar a quantidade então requerida. Assim, essa e outras considerações fazem com que a aeronave apresente uma degradação do desempenho de subida, impactando desfavoravelmente no tempo de vôo. Finalmente, a economia de tempo proporcionada por velocidades maiores pode não ser significativa se a missão típica ée de pequeno ou médio alcance. O presente trabalho tem por objetivo avaliar como o Mach de cruzeiro de uma aeronave comercial de transporte influencia o peso estrutural da asa. Para tal, aeronaves foram projetadas para atender a uma missão com alcances especificados com a premissa de que todo o combustível seja alojado na asa. Uma rotina de anteprojeto foi desenvolvida para o cálculo do coeficiente de sustentação de cruzeiro e determinação das características geométricas da asa, tais como, enflechamento e área, para atender os requisitos da missão e estimativa inicial do peso estrutural da asa através do método do Torenbeek. A partir daí, o peso estrutural dessas asas ée calculado através de um método com maior exatidão. Para tal, criou-se geometrias iniciais das asas para aeronaves com velocidades de cruzeiro variando de Mach 0,75 a 0,90 com sistema de CAD CATIA. Essas geometrias foram geradas e analisadas pelo módulo PDO (Predesign Optimisation - Otimização do Pré-dimensionamento) do aplicativo WSDS (Wing Structural Design Sistem - Aplicativo para Projeto Estrutural da Asa). O aplicativo WSDS ée um sistema multidisciplinar, desenvolvido empregando a metodologia da engenharia baseada no conhecimento, que auxilia no projeto estrutural do caixão central da asa desde a concepção atée um nível bastante sofisticado. O módulo PDO necessita do fornecimento do arquivo de lofting da asa feito no CATIA e de um envelope de cargas da aeronave em questão. O PDO então constrói a representação plana da asa, a qual define a posição das longarinas, das nervuras e reforçadores, além de fornecer todas as dimensões iniciais dos elementos estruturais, dentre de uma margem de segurança requerida. Todos os cálculos são efetuados usando expressões analíticas e gráficas disponíveis na literatura. O método numérico obtém uma estimativa otimizada de peso do caixão central da asa, assim como o número ótimo de nervuras por caixão central, número ótimo de reforçadores por baias (região formada entre duas nervuras) e o dimensionamento dos componentes estruturais (revestimento, longarina, nervuras e reforçadores), para os quais servem de entrada no WSDS com um erro de aproximadamente 5%. Essa metodologia ée aplicada apenas para aviões do tipo EMB 170/190.
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Otimização multiobjetivo aplicada ao projeto conceitual de uma aeronave executiva, utilizando programação seqüencial quadrática

Iluska Ferreira Maribondo 26 April 2005 (has links)
O projeto aeronáutico é um pouco complexo e integrado que exige, desde suas faces iniciais, dados de entrada e diretrizes de diversas disciplinas. Este cenário exige sistemas capazes de acompanhar a complexidade dos projetos por meio da integração de todas as ferramentas especializadas, reduzindo o tempo consumido pelo trabalho repetitivo, o que permite aos engenheiros se empenharem mais em criatividade. A otimização de projetos multidisciplinares, que consiste na busca pela melhor solução de compromisso em projetos que envolvem diversas disciplinas de interesses conflitantes, se mostra uma abordagem adequada para tratar do projeto aeronáutico. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma ferramenta computacional eficiente que aprimore o projeto de aeronaves em suas fases iniciais, integrando em um ambiente de projeto multidisciplinar ferramentas e processos necessários à tarefa da otimização. A ferramenta computacional gerada tange disciplinas de aerodinâmica, peso e CG, análise de qualidade de vôo e desempenho, e o método de otimização multidisciplinar utilizado é a programação seqüencial quadrática. Quanto à aplicação desta ferramenta, o estudo é focado no projeto conceitual de uma aeronave executiva, considerando o uso de sistemas de aumento de estabilidade longitudinal e látero-direcional. Os resultados obtidos demonstraram que o projeto conceitual de aeronaves pode ser aperfeiçoado através do emprego adequado de métodos de otimização multidisciplinar.
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Plataforma de apoio à decisão da inserção de tecnologias em produtos aeronáuticos.

Henrique Abrahão Alves 06 July 2009 (has links)
As mudanças no cenário sócio-econômico e político mundial com reflexos diretos no âmbito aeronáutico, a demanda por produtos inovadores, sustentáveis, com melhor desempenho e qualidade, menores custos e atenção a todos os aspectos do ciclo de vida, juntamente com os avanços tecnológicos nas últimas décadas, todos esses fatores fazem com que tecnologias sejam inseridas nos produtos, mas ressalta-se para a necessidade de se determinar, analisar e avaliar os impactos de se inserir uma ou mais tecnologias em futuros produtos para melhor decidir sobre sua incorporação nos mesmos. Para atender a esses desafios, o trabalho discorre a respeito de um método desenvolvido para avaliação de impacto da inserção de uma ou mais tecnologias, com suas incertezas associadas, em um produto aeronáutico. O método elaborado intitula-se AT2IPD - Assessing Technology Infusion Impact on Product Development - e constitui-se de 7 etapas. Na elaboração do método, passa-se por uma contextualização do mercado aeronáutico, ressaltando as mudanças mais evidentes e de maior impacto sobre o mesmo nas últimas décadas para compreensão das pressões atuais que recaem por produtos e tecnologias. Na seqüência, procede-se a exploração da bibliografia acerca de processos, técnicas e ferramentas que abordem os campos relacionados a produtos, tecnologias, prontidão ou maturidade tecnológica, incerteza e probabilidade para construção e desenvolvimento do método. A aplicação do método AT2IPD foi demonstrada para o caso de uma aeronave comercial do tipo narrow-body na faixa de 150 passageiros, onde foram avaliados os impactos da inserção de até 7 tecnologias e suas combinações no produto. A escolha desse tipo de aeronave está relacionada à importância da mesma para o sistema de transporte aéreo e pela expectativa de que novas e melhores aeronaves neste segmento de mercado entrem em serviço por volta do ano de 2020. Os resultados da aplicação do método permitem a quantificação dos impactos das tecnologias sobre as métricas do produto, indicar os conjuntos de tecnologias mais promissoras a serem consideradas no desenvolvimento da aeronave e propor recomendações para as fases seguintes do desenvolvimento do produto e de desenvolvimento de tecnologias. O método AT2IPD elaborado, justificado, testado e analisado apresenta o ganho primário de poder trazer e lidar com informações acerca de tecnologias, produto e requisitos para avaliar os benefícios, penalidades e riscos no nível do produto, ainda em suas fases iniciais de desenvolvimento e levando em consideração os aspectos de todo ciclo de vida e as necessidades dos stakeholders.
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Plataforma multidisciplinar para projeto de perfilagem de asa para aeronave de transporte otimizada.

J Allan Antunes Lyrio 19 December 2006 (has links)
A perfilagem de asa ée um item primordial no projeto de aeronaves. Perfis definem parâmetros estruturais, desempenho e arquitetura dos sistemas do avião. O projeto dos aerofólios deve ser feito abrangendo diversas fases do vôo e não apenas o cruzeiro. Devem-se considerar espaço interno para montagem estrutural e volume do tanque de combustível para a missão. Tornando o problema extremamente complexo e não-linear, não podendo apenas contar com a experiência da equipe de projeto para obter aeronaves competitivas no cenário aeronáutico atual. O presente trabalho provê uma contribuição ao projeto de asas de aeronave de transporte no que se refere à obtenção da perfilagem de asa num contexto de otimização multidisciplinar. Aplicam-se algoritmos genéticos para projeto da perfilagem de uma aeronave de transporte transônica tendo como função objetivo o consumo de combustível e restrições de coeficiente de sustentação máxima e espaço para combustível missão. Para solucionar este problema utilizou-se um conjunto de módulos baseados em métodos numéricos e teóricos, e parametrização polinomial dos perfis da raiz, quebra e ponta da asa. O estudo de caso ée feito para uma aeronave comercial transônica em uma missão regional típica de transporte de passageiros. Resultados que a perfilagem muda de forma a cumprir a missão e satisfazer as restrições impostas. As principais características dos perfis obtidos são o carregamento traseiro que minimiza o pico de sucção da asa e o maior raio de bordo de ataque que garante o coeficiente de sustentação máxima da asa.
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Tradeoff analysis between single and twin-aisle cross section for mid-size short-range aircraft.

Edmo Araujo das Virgens 13 April 2007 (has links)
The quest for comfort and mobility inside an aircraft is a daily concern. Today's designs are highly passenger-oriented, many times accepting performance losses as consequence of more spacious interiors. For wide-body twin-aisle aircraft there are a lot of solutions bringing an improved flying experience. On the other hand, the single-aisle paradigm for mid-size jets is far from being broken. The addition of one aisle in such aircraft would lead to a huge comfort and mobility improvement. Not only that, twin-aisle aircraft would have faster boarding and deplaning rates, diminishing the time on ground. Besides, the second aisle brings also cabin safety improvements. Considering that today everybody is seeking for performance gains, increasing the fuselage width to fit an extra aisle would seem to be running on the wrong way. However, the other intrinsic advantages might surpass these impacts and even lead the overall evaluation to a positive status. In order to measure and evaluate the impact of the addition of an extra aisle in mid-size short-range aircraft, a tradeoff analysis is conceived and described herein. Five main criteria are raised for the purpose of comparison. They are: comfort, accessibility, service, performance and cabin safety. Each analysis is presented along with its own criteria using distinct indicators. In the end, all results are compared. The differences, pros and cons are well depicted to the specific case study of mid-size short-range jets.
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Ergonomic analysis for a regional aircraft interior design.

Flavia Renata Dantas Alves Silva 04 May 2007 (has links)
The purpose of this work is to develop a preliminary interior design of a regional aircraft considering ergonomic and cost aspects. The use of virtual humans provides a better interpretation of the aircraft interior environment, making possible to simulate movements and passenger comfort aspects. The importance of this study becomes evident through the necessity of the aircraft manufacturer of predicting human behavior during all the flight phases. This text also aims to present the difficulty to accomplish the design requirements and at same time meet the market expectations without oversizing the aircraft. The dissertation is applied to an aircraft (called "Unique") developed in the context of the EMBRAER Engineering Specialization Program (PEE) and includes different features of the aircraft interior environment as: cross section definition, seat configuration and passenger cabin layout. The ergonomics analysis comprises the living space (distance between seats) and oxygen mask accessibility. The used method was RULA tool (available in the Catia V5 package) that evaluate individuals' exposures to limb disorders like postures, forces and muscle activities that have been shown to contribute to Repetitive Strain Injuries (RSIs). A preliminary cost analysis is also presented by comparing a standard (30 pax at 32" seat pitch) and an advanced (28 pax at 30"/36" seat pitch) aircraft interior configuration.
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Predição de coeficientes aerodinâmicos de aeronaves de transporte utilizando redes neurais.

Ricardo Wallach 15 June 2007 (has links)
Uma metodologia para a predição de coeficientes aerodinâmicos de aeronaves genéricas utilizando redes neurais artificiais foi desenvolvida e descrita. Coeficientes aerodinâmicos modelados como funções de ângulo de ataque, número de Reynolds e número de Mach fornecem informações para o treinamento das redes neurais artificiais. Em um dos casos estudados, os coeficientes são também função da geometria da asa da aeronave. No presente trabalho, a rede neural é inicialmente treinada a partir de um conjunto de dados apropriado, que é gerado com simulações numéricas, a fim de reproduzir o comportamento geral de um modelo não-linear dependente de uma grande quantidade de variáveis. Um novo conjunto de dados, o qual pode ser relativamente esparso, é então fornecido à rede a fim de verificar a consistência do novo modelo gerado. O novo modelo estima os parâmetros desejados com grande precisão dentro do espaço de projeto utilizado no treinamento, e a obtenção de resultados para uma configuração genérica se torna uma tarefa relativamente rápida e simples. Isto torna esta metodologia muito apropriada para a aplicação em ambientes de projeto e otimização multidisciplinar (MDO - Multi Disciplinary Optimization, em inglês), o qual faz uso intensivo de parâmetros aerodinâmicos para cálculos de desempenho e cargas, além de outras tarefas essenciais. Uma rede do tipo Perceptron de Múltiplas Camadas (Multilayer Perceptron, em inglês, ou MLP) foi adotada para prever a polar de arrasto do perfil NACA23012, considerando números de Reynolds entre 1x106 e 5x106. Este caso bidimensional também foi simulado utilizando uma Rede de Ligação Funcional (Functional Link Network, em inglês, ou FLN), a fim de comparar o desempenho e a precisão de ambas arquiteturas. De forma similar, uma rede MLP de 2 camadas foi utilizada para calcular o coeficiente de arrasto de um jato de transporte com geometria fixa. Nesta aplicação, a rede foi treinada com 99 pontos, cobrindo uma faixa de Mach de 0,20 a 0,82. O coeficiente de sustentação neste caso variou entre 0 e um limite superior que decresce em função do número de Mach. Uma terceira rede neural foi projetada para prever o arrasto de um conjunto asa-fuselagem com forma em planta da asa variável. Trabalhos futuros considerarão também a predição de arrasto em asas de geometria e perfilagem variáveis.
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Procedimento para definição de sistema de iluminação externa de aeronaves regionais.

Daniel Kenji Nishimaru 11 October 2007 (has links)
ÉE proposto um procedimento para a definição de sistemas de iluminação externa de aeronaves, considerando aspectos técnicos, econômicos, ergonômicos (fatores humanos), os pontos de vista do fabricante e do operador, além das interfaces com outros sistemas, tendo como balizamento o cumprimento das normas aeronáuticas internacionais correspondentes e a satisfação das demandas e necessidades do cliente. O procedimento ée aplicado a uma aeronave regional hipotética de 30 passageiros. O sistema mais adequado ée definido a partir de um compromisso de projeto que busca compatibilizar os menores custo, potência consumida e peso, além de maiores facilidades de inspeção, de manutenção, de instalação e de fabricação. O resultado da aplicação do procedimento ée comparado com o sistema atualmente em uso, evidenciando ganhos bastante significativos, como reduções no peso e no consumo energético, além de maiores disponibilidade e facilidade de manutenção.
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Metodologia para seleção do sistema propulsivo de aeronave regional de 30 lugares.

Erick Alex Brenner 26 October 2007 (has links)
Este trabalho apresenta uma metodologia para a seleção do sistema propulsivo de uma aeronave regional de 30 lugares, objeto de estudo do Programa de Especialização em Engenharia - PEE turma 6. São apresentadas as alternativas atualmente disponíveis, junto a algumas expectativas sobre desenvolvimentos futuros. Uma análise de mercado visa contextualizar a introdução desta aeronave, avaliando fatores que tem influência direta na escolha do tipo de motorização. Também ée feito um estudo comparativo entre motores turbofan e turbohélice, onde são confrontados dados de simulações de desempenho e estimativas de custos. A definição do sistema de propulsão, que exerce influência direta no sucesso da nova aeronave, será baseada na potencial lucratividade ao operador. Desta forma, o estudo aponta o motor turbofan como a melhor alternativa para a aeronave em questão.
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Projeto conceitual de um sistema aviônico no contexto de sistemas altamente integrados.

Luis Eduardo Pereira Pinto Samico 21 December 2007 (has links)
ÉE proposto um método integrado de desenvolvimento de sistemas aeronáuticos baseado em requisitos, cujo objetivo ée evitar a necessidade de correção da arquitetura do sistema em etapas posteriores e, conseqüentemente, reduzir o custo de desenvolvimento do projeto. Este procedimento ée aplicado ao projeto conceitual dos sistemas aviônicos de uma aeronave executiva supersônica hipotética, desenvolvida como parte do Programa de Especialização em Engenheria - PEE (ITA - EMBRAER). O cumprimento dos objetivos propostos ée comprovado através de análises qualitativas e quantitativas da confiabilidade do sistema projetado.

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