jr04 projeto de jato regional desenvolvido para transportar 120 passageiros caio augusto t. moura...
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JR04
Projeto de Jato Regional desenvolvido para transportar 120 passageiros
Caio Augusto T. MouraEduardo Coda MachadoFabrício Elias J. di Salvo Fernando Forte CoboLucio Carlos Signore JuniorMárcia Maria R. FernandezRaphael Levy C. do Lago Renan Franco Corrêa
Projeto de Aeronaves II Professor Responsável: Álvaro Martins Abdalla
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
2
NO SEMESTRE PASSADO...Projeto Conceitual
- Viabilidade Técnica e comercial
- Filosofias de projeto
- Estudos Paramétricos
- Estimativas iniciais de peso
- Dimensionamentos Iniciais
- Análise de Desempenho
- Estimativa de Arrastos
- Potência
- Carregamentos na asa
- Estabilidade em cruzeiro
30/11/2009
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
3
NESTE SEMESTRE...Projeto Preliminar
- Compromisso- Cargas de Vôo- Aerodinâmica- Elementos Estruturais- Análise de Custos- Desempenho- JR04 x E190
30/11/2009
Projeto de Aeronaves II 4
Compromisso
Projeto de Aeronaves II 5Grupo 4
Asa Baixa
Motor Turbofan de Alta Derivação
Diedro Positivo
Enflechamento Positivo
Trem de Pouso Triciclo
Empenagem Convencional
Disposição das saídas
1 Corredor
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 6
Desempenho
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
7Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Estol
30/11/2009
120 140 160 180 200 220 240 260 2800
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Velocidade de Estol - Limpo
Velocidade em Knots
Altit
ude
em m
ilhar
de
pé• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
8Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Decolagem
30/11/2009
7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000 105000
2000
4000
6000
8000
10000
12000
BFL x Altitude
BFL (ft)
Altit
ude
(ft)• Compromisso
• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
9Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Subida
30/11/2009
0 0.5 1 1.5 2 2.5 302468
10121416
Cl/Cd x Cl - Take-off Gear Up
Cl
Cl/C
d
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
10Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Teto Máximo
30/11/2009
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000-500
0500
10001500200025003000350040004500
Determinação do Teto
Razão de Subiida (fpm)
Altit
ude
(ft)
Tempo de subida = 15 minutos
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
11Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Cruzeiro
30/11/2009
100 200 300 400 500 600 700 800 9000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
D x V para 35000 ft - Clean
D(Total)InduzidoParasita
V (ft/s)D
(libr
as)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
12Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Cruzeiro
30/11/2009
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 400054651
59651
64651
69651
74651
79651
Carga Paga x Alcance
Alcance (nm)
Peso
Vaz
io O
pera
ciona
l +
Car
ga P
aga
(lbs)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
13Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Manobras
30/11/2009
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000
5
10
15
20
25
30
35
40
45
n=1,5n=2n=3n=3,8
Velocidade em knots
Taxa
de
Curv
a em
gra
us/s
egun
dos
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
14Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Descida e Planeio
30/11/2009
1050 1100 1150 1200 12500
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Razão de Descida em Planeio
Velocidade vertical em pés/minuto
Altit
ude
em p
és
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
15Grupo 4
ANÁLISE DE DESEMPENHO
• Pouso
30/11/2009
Altitude (ft) SL (ft)
0 4712,7451000 4853,4332000 4998,5383000 5150,2184000 5306,3595000 5482,9786000 5637,5067000 5813,0388000 5993,4329000 6185,3811000 6379,114
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Desenhos
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
17Grupo 4
Vista Superior
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
18Grupo 4
Vistas Frontal e Lateral
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 19
Cargas de Vôo
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
20Grupo 4
descrição peso W (lb) X (m) % CMA1 Peso Vazio 54651,702 comb. Min 35713 oleo 266,5 4 piloto 1705 peso min op. 58659,20 59,2 10,291
6 tripulantes 850 7 peso parcial(5+6) 59509,20 59,1 10,2658 passageiros 16320 9 peso parcial(7+8) 75829,20 59 10,24010 bagagem 9216 11 peso parcial(9+10) 85045,20 60 10,49612 comb. 18905 13 peso total 103950,20 60,3 10,57314 combustivel total 22476 15 peso parcial(5+14) 81135,20 60,4 10,59816 bagagem 9216 17 peso
parcial(15+16)90351,20 61 10,752
18 co-piloto 170 19 peso
parcial(17+18)90521,20 60,9 10,726
20 passageiros 16320 21 peso total 106841,2 62 11,008
58.5 59 59.5 60 60.5 61 61.5 62 62.555000.000
65000.000
75000.000
85000.000
95000.000
105000.000
Eixo de Referência: Nariz da Aeronave
Diagrama: Peso X Posição do C.G.
Diagrama de Passei do C.G.
Passeio do C.G.
CARGAS DE VÔO
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
21Grupo 4
Fator de carga positivo: 2,5 < n1 < 3,8Fator de carga negativo: -1,5 < n2 < -1
30/11/2009
CARGAS DE VÔO
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 22
Aerodinâmica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
23Grupo 4
AERODINÂMICA
• Análises realizadas:– Método dos painéis
• Validação do programa• Otimização do aerofólio• Análise do aerofólio escolhido
• CFD (Computacional Fluid Dynamics)– Análise da asa para 3º e 12º de ângulo de
ataque
• Análise em Túnel de Vento
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 24Grupo 4
Validação do QFLR5
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Para a validação, forma utilizados os seguintes aerofólios como parametro:
– NACA 2212– NACA 2415– NACA 6315– NACA 4209
Projeto de Aeronaves II 25Grupo 4
Validação do QFLR5
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Cl x Alfa
Alfa
Cl
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Cl x Alfa
NACA RPT 460QFLR5
Alfa
Cl
-10 -5 0 5 10 15 20 25 300
0.5
1
1.5
2
Cl x Alfa
Alfa
Cl
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30-0.5
0
0.5
1
1.5
2
Clx alfa
Alfa
Cl• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 26Grupo 4
Aérofólio Base
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
27Grupo 4
Método dos Painéis - ASA
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 28Grupo 4
Nosso Aerofólio
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
29Grupo 4
Método dos Painéis - ASA
30/11/2009
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5
-0.3-0.2-0.1
00.10.20.30.40.50.6
Cl x Alfa
Alfa
Cl
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50
5
10
15
20
25
30
35
Transição no Extradorso
GrummanJR04
Alfa
% d
a co
rda
-3.000 -2.000 -1.000 0.000 1.000 2.000 3.0000
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
1
kcp
Alfa
Porc
enta
gem
da
cord
a
-10 -5 0 5 10 15 20 25 30-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Cl x Alfa
Alfa
Cl• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
30Grupo 4
Método dos Painéis - ASA
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 31Grupo 4
Asa com winglets
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
32Grupo 430/11/2009
Método dos Painéis - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
33Grupo 430/11/2009
Método dos Painéis - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
34Grupo 430/11/2009
Método dos Painéis - EH
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
35Grupo 430/11/2009
Método dos Painéis - EV
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
36Grupo 430/11/2009
CFD - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
37Grupo 430/11/2009
X 25315 NY 134655 N
CFD - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
38Grupo 430/11/2009
X 4234,36 NY 536618 N
CFD - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
39Grupo 430/11/2009
Túnel de Vento - ASA
Angelim Pedra Bruto
Selante
Modelagem
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
40Grupo 430/11/2009
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12
-5
0
5
10
15
20
L/D Re 20.000
ExperimentalQFLR5
Alfa
L/D
Túnel de Vento - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
41Grupo 430/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Túnel de Vento - ASA
Projeto de Aeronaves II 42Grupo 4
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12
-5
0
5
10
15
20
L/D Re 20.000
ExperimentalQFLR5
Alfa
L/D
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12
-10
-5
0
5
10
15
20
25
L/D Re 23000
Alfa
L/D
Túnel de Vento - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 43Grupo 4
Túnel de Vento - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Cl x Alfa Re 20.000
ExperimentalQFLR5
Alfa
Cl
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Cl x Alfa Re 23000
Alfa
Cl
Projeto de Aeronaves II 44Grupo 4
Túnel de Vento - ASA
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
-4 -2 0 2 4 6 8 10 120
0.010.020.030.040.050.060.070.080.09
0.1
Cd x Alfa Re 20.000
ExperimentalQFLR5
Alfa
Cd
-4 -2 0 2 4 6 8 10 120
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.09
Cd x Alfa Re 23000
Alfa
Cd
Projeto de Aeronaves II 45
Aeroacústica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
46Grupo 4
Ruído
Os bons resultados estão na faixa de 894-1118 Hz na faixa de 1414-1688 Hz.
Abaixo disso, o ruído da asa está muito abaixo do ruído do túnel.
Como a escala do modelo é de 1/20, a frequencia do ruído real da nossa asa é 20 vezes maior que a
frequencia obtida.
A fonte tem a mesma intensidade.
O método de processamento dos resultados foi o método Tidy.
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
47Grupo 430/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
6 ° de ângulo de ataque
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
48Grupo 430/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
14 ° de ângulo de ataque
Projeto de Aeronaves II 49
Elementos Estruturais
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
50Grupo 4
Cargas Aerodinâmicas - ASA
30/11/2009
-2.000.00
2.004.00
6.008.00
10.0012.00
14.0016.00
0.00
1,000.00
2,000.00
3,000.00
4,000.00
Sustentação L (
N)
0.002.00
4.006.00
8.0010.00
12.0014.00
16.00
-140,000.00
-120,000.00
-100,000.00
-80,000.00
-60,000.00
-40,000.00
-20,000.00
0.00
Pitching Moment
Semi envergadura
N.m
-2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.000.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
350.00
Arrasto
Arrr
asto
(N)
• As cargas foram distribuidas e aplicadas nas junções da longarinas com as nervuras•Foi usado o fator de carga máx do envelope igual a 3,8
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
51Grupo 4
Primeira Análise - ASA
30/11/2009
•As longarinas foram posicionadas em 15% e 70% da corda
•O perfil das longarinas foi baseado no Cessna 310k, apenas dobrando a proporção da espessura.
•Nesta análise se usou penas elementos de barra para se ter uma estimativa dos carregamentos atuantes nas longarinas.
•Carregamento distribuido 60% na principal e 40% na secundária
•Pitching Moment aplicado proporcionalmente a distância do ponto até 1/4 da corda.
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
52Grupo 4
Resultados da Primeira Análise
30/11/2009
•Deslocamento máximo = 1.33 m•Máxima Combinada L.P = 210 Mpa•Máxima Combinada L.S = 160 Mpa•N=3,8
•Tensões muito abaixo da de escoamento, o que nos levou a diminuir a rigidez das longarinas.
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
53Grupo 4
Segunda Análise - ASA
30/11/2009
• Perfil das longarinas proporcional ao Cessna 310k, motendo razão de proporção Alma/Flange/Espessuras
•Almas foram dimensionadas para obedecerem os perfis escolhidos para a asa.
01500
4320
11004.7829050346
13602.4833476568
16201.3271443470
100200300400500600700
Alma Longarina P
02000
40006000
800010000
1200014000
1600018000
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
600.0
Alma Longarina S
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
54Grupo 4
0.00
50.00
100.00
150.00
200.00
250.00
300.00
W - L.P
020406080
100120140160180
W - L. S.
02468
1012141618
t - L.P
0123456789
t - L.S
05
101520253035
L.S t1,2
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
55Grupo 4
Resultados da Segunda Análise
30/11/2009
Longarina Principal•Máxima Combinada L.P = (240, -253) Mpa•Stress Tensor (Von Misses) = 286 Mpa•N= 1,5*3,8 (Força última)
Deslocamento Máx = 1,52 m
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
56Grupo 430/11/2009
Longarina Secundária
•Máxima Combinada L.P = (255, -200) Mpa•Stress Tensor (Von Misses) = 300 Mpa•N= 1,5*3,8 (Força última)
Resultados da Segunda Análise
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
57Grupo 430/11/2009
Nervuras •Stress Tensor (Von Misses) = 204 Mpa•N= 1,5*3,8 (Força última)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Resultados da Segunda Análise
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
58Grupo 4
• Utilizamos as mesmas cargas obtidas do QLFR5, que foram utilizadas nas asas.•As cargas foram distribuidas e aplicadas nas junções da longarina principal com as nervuras, utilizando discretização por método dos trapézios.•Foi usado o fator de carga máx do envelope igual a 3,8•Foram considerados os seguintes carregamentos em vôo:
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Cargas Aerodinâmicas - EH
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
59Grupo 430/11/2009
• Com a primeira análise, obtivemos o deslocamento máximo de 80 mm.• As tensões superficiais foram calculadas usando o critério de Von Misses, gerando uma tensão de 130 MPa • E a tensão máxima combinada de 38,9 Mpa desconsiderando as áreas de atuação das forças.• Pudemos notar com esses resultados que nossa estrutura estava super dimensionada.
Primeira Análise - EH
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
60Grupo 430/11/2009
• Na segunda análise, obtivemos o deslocamento máximo de 165 mm.• Com o mesmo método, obtivemos as tensões superficiais, e o valor máximo de 262 MPa.• E a tensão máxima combinada de 128 Mpa chegou mais perto do ideal.• Ainda na segunda análise, concluímos que melhorias poderiam ser feitas no sentido de otimização de peso, porém isso implicaria em dificuldades construtivas. Além disso, não foram feitas análises de fadiga, e esses valores nos deixam uma margem de segurança bem mais alta.
Primeira Análise - EH
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
61Grupo 430/11/2009
Primeira análise• Longarina Principal, espessura da alma = 13mm, flange com espessura de 5 mm e com 15 mm de alma. • Longarina secundária, espessura da alma = 5 mm, flange com espessura de 2 mm e com 10 mm de alma.
Segunda análise• Longarina Principal, espessura da alma = 13mm, flange com espessura de 3 mm e com 8 mm de alma. • Longarina secundária, espessura da alma = 5 mm, flange com espessura de 1 mm e com 4 mm de alma.
Resultados
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
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62Grupo 4
Análise estrutural da fuselagem• Dimensionamento inicial:• Distância entre cavernas de 1m• Distância entre stringers para caber janelas• Junção asa-fuselagem bem simplificada
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
63Grupo 4
• Forças de campo (Peso)• Forças externas• Forças de inércia
30/11/2009
Cargas - FUSELAGEM
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
64Grupo 4
Seções Transversais
30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
65Grupo 4
Resultados
30/11/2009
Tensão Máxima Combinada:
504MPa
Deslocamento Máximo:68mm
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 66
Análise de Custo
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
67Grupo 4
Custo Total= CRDTE + flyaway=HE.RE + HT.RT + HM.RM + HQ.RQ + CD + CF + CM + CAVION +
CENG
Onde:
30/11/2009
We Peso Vazio 100564,918 lb
V Velocidade Máxima 350,16 ft/s
Q Aeronaves produzidas em 5 ano 120
FTA Número de aeronaves para teste 3
Cmotor Custo do motor
Cavionics Custo da aviônica
He Horas de engenheiros 22376964,4 Re Valor por hora 86 $Ht Horas de ferramentaria 13949327,3 Rt Valor por hora 88 $Hm Horas da fábrica 49702827,9 Rm Valor por hora 73 $Hq 0,133 Rq Valor por hora 81 $
Método I (Raymer)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
68Grupo 4
De onde concluímos:
CustoTOTAL = 8 000 000 000 ($), para 120 aeronaves
Ou,
CJR04 I = 60 000 000,00 (por aeronave)
30/11/2009
Método I (Raymer)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
69Grupo 4
CRDTE=CAED + CDST + CFTA + CFTO + CTSF + CPRO + CFIN
Com,
30/11/2009
Cd Custo de suporte 189946688 $Cf Custo de horas de vôo teste 35602550,3 $Cm Custo de materiais 1128830006 $Ceng Custo do motor 10000000 $Cavionica Custo das aviônicas $Salário de 5 tripulantes 853,3525 $
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Método II (Roskan)
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
70Grupo 4
Temos:Caed = 189925308 $
Cdst = 537526795 $
Cfta = 6550199 $
Cfto = 13254712 $
CTSF = FTSF.CRDTE = 0,1. CRDTE
CPRO = RPRO.CRDTE = 0,1. CRDTE
CFIN = RFIN.CRDTE = 0,15.CRDTE
30/11/2009
Assim:CRDTE = 850 mi $CPROT = 1,3 bi $
Considerando que produziremos 120 aeronaves:
CJR04 II = 17,7 mi $
Método II (Roskan)
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Professor Responsável Álvaro Martins Abdalla
71Grupo 4
CUSTOCondiradendo que os métodos são
imprecisos e as fontes dos dados utilizados são de origem questionável,
é razoável propor:
CJR04 = ½ . (CJR04 I + CJR04 II)
Portanto:
CJR04 = 38,85 mi $30/11/2009
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
JR04 x E190
Projeto de Aeronaves II 73Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 74
Maquete Eletrônica
Projeto de Aeronaves II 75Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Decolando de
Projeto de Aeronaves II 76Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Subida em
Projeto de Aeronaves II 77Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Ao lado do A380
Projeto de Aeronaves II 78Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Cruzeiro sobre Miami
Projeto de Aeronaves II 79Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Aterrisando em
Projeto de Aeronaves II 80Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Aterrisando em
Projeto de Aeronaves II 81Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Táxi em
Projeto de Aeronaves II 82Grupo 4
• Compromisso• Desempenho• Desenhos• Cargas de Vôo• Aerodinâmica• Aeroacústica• Elementos
Estruturais• Análise de
Custos• JR04 x E190• Maquete
Eletrônica
Cruzeiro sobre o Rio de Janeiro
Projeto de Aeronaves II 83
Conclusão
Projeto de Aeronaves II 84Grupo 4
Conclusão
Trabalho não inovador
Diferentes Análises em cada
área
Comprovação de Eficiência
Projeto de Aeronaves II 85
AGRADECIMENTOS
Professores do Departamento de Engenharia Aeronáutica
Osnan e Claudinho (técnicos)
Hernan e Leandro (pós)
Sheela (graduanda)
Projeto de Aeronaves II 86
MUITO OBRIGADO