Análise e otimização do desempenho em subida de aeronaves com bordo de fuga variável

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Vinicius Ayello Deo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico de Aeronáutica
• Palavras-chave em Português: Asas; Desempenho de aeronaves; Arrasto aerodinâmico; Engenharia aeronáutica
• Link de acesso: http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3327

Este trabalho foca no desenvolvimento de um estudo do impacto aerodinâmico de asas de arqueamento variável no desempenho de uma aeronave regional. A variação do arqueamento sobre as asas é feito por deflexões independentes de flapes e ailerons de -5 a 5 com o objetivo de reduzir o arrasto total em vôo. Através da análise baseada no software Boundary Layer Wing Body (BLWF), foi verificado reduções em arrasto induzido, arrasto de onda e arrasto de compensação da empenagem horizontal. Foi organizado em uma matriz para cada par de CL e Mach a maior redução de arrasto atingida correspondente a uma determinada posição de flapes e aileron. Esta matriz corrige a polar de arrasto base da aeronave durante o cálculo do desempenho em vôo. Devido a predominância de rotas curtas no cenário regional mundial, o segmento de subida ganha notória importância no custo total de uma companhia aérea, sendo assim, um procedimento iterativo baseado em planejamento de experimentos foi desenvolvido com o intuito de otimizar o desempenho em subida da aeronave para cada uma das três missões típicas propostas, analisando o impacto dos ganhos do arqueamento variável. Para uma missão curta de 500nm a otimização do segmento de subida é responsável pela maior parte da economia de combustível. Em missões longas, a subida perde importância e ganhos na ordem de 1%-2% em consumo de combustível são verificados devido a redução do arrasto de onda em situações de vôo com elevados CL e Mach. Por fim, fica evidente a importância de uma correta escolha de schedule de subida em operações regionais devido a característica predominante de rotas curtas. Os ganhos de desempenho devido ao arqueamento variável fica mais evidente em vôos longos com alto Mach de cruzeiro devido a redução do arrasto de onda e conseqüente elevação do Mach de divergência.