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Conferencia-13
Aviones

Vamos a echar un vistazo a los aviones ahora, los aviones que normalmente son utilizados por pasajeros como usted y yo para recorrer largas distancias en vuelo. Incluso en líneas aéreas podemos definirlas ampliamente en 3 categorías; corto alcance, rango medio y largo alcance.

Así que, en los aviones de corta distancia, normalmente empezamos desde unos 1000 kilómetros donde las regiones de largo alcance están terminando y vamos hasta los 6500 kilómetros. La mayoría de estos aviones operan con un número de Mach de crucero entre 0.75 a 0.8 que vuelan a la altura de aproximadamente 10 kilómetros o 35000 pies por encima de la Tierra. Ahora en esta categoría en particular el avión popular que vemos en la India son el Airbus A 320 y el Boeing 737 como se puede ver en este cuadro en particular.

Así que la aeronave que les muestro juntos son las que también van a competir en el mercado. Se puede ver que se ven muy similares, aunque uno ha venido de la mesa de Airbus y el otro de la mesa de Boeing, pero es muy difícil solo para salir sólo mirando la aeronave que la compañía ha hecho.

La siguiente categoría son los aviones de gama media que comienzan a los 6500 kilómetros y van hasta 10000 kilómetros. El número del crucero Mach no aumenta demasiado. Pasa de aproximadamente 0,80 a 0,86 y pueden volar a una altitud ligeramente mayor de alrededor de 12 kilómetros. Obviamente, la altitud que vuelvas está limitada por la instrucción del controlador de tráfico aéreo de acuerdo.

Por lo tanto, no puede elegir la altitud que vuela, pero la capacidad se construye en la aeronave. En esta categoría de aviones de gama media, se ven Boeing 767 y Airbus A-330 compitiendo en el mercado y en este caso la misma aerolínea está operando ambos tipos de avión bien.

Entonces usted tiene la categoría de aviones de largo alcance que van de alrededor de 10000 kilómetros a 17000 kilómetros. La gama de números de Mach y la altitud de crucero sigue siendo la misma que el caso de los aviones de gama media. En esta categoría, vemos muchos aviones y dos de ellos que están directamente de cabeza en el mercado son el Boeing 787 Dreamliner y el Airbus A-380 bien. Entonces, así es como los aviones están divididos.

Bien, así que cuando nos fijamos en los aviones hemos visto que las 2 compañías Airbus y Boeing están compitiendo cabeza a cabeza en los muchos sectores. De hecho, en todas las 3 categorías que les mostré corto, gama media, líneas aéreas de largo alcance, teníamos al menos una aeronave en la mesa de Airbus compitiendo con la mesa de Boeings. Esta figura en particular le da un paisaje típico de operación de estos aviones.

Así que se puede ver desde alrededor de 1000 kilómetros millas náuticas a alrededor de 10000, el avión que se ve en la plaza roja en esta figura son de la mesa de Boeings y la aeronave que se ve desde el rombo azul son de la mesa de Airbus y se nota que aproximadamente en todas partes va a haber una competencia. Déjame mostrar y puedes ver que hay racimo como te mostré antes. Este es un clúster, este es otro clúster y este es el tercer clúster.
Son los tres grupos de los que les he hablado y luego pueden darse cuenta de que hay algunas lagunas. Aquí hay una brecha, aquí hay otra brecha, esta es otra brecha, esta es otra brecha. Así que las nuevas aeronaves podrían realmente estar diseñadas para llenar estas lagunas de acuerdo, tal vez hay una brecha aquí también, tal vez hay una brecha aquí también, hay una brecha aquí también, hay un hueco aquí también, siempre que haya un requisito para que los aviones se llenen en esa brecha en particular.

Por lo tanto, en el ejercicio de la sala de clases uno siempre puede decir que está bien diseñar algo en esta caja en particular y que puede convertirse en un problema teórico, pero tiene que haber un requisito de la vida real para que un avión viaje 9000 kilómetros, pero sólo 250 pasajeros. Curiosamente, un nuevo avión que llegó al mercado fue el Boeing 787-8 que se marca aquí, y este avión con 7300 millas náuticas y una capacidad de 240.

Ahora en nuestro ejercicio que hacemos en el futuro con respecto al cálculo del diseño de la aeronave, vamos a hacer nuestra evaluación basada en este avión en particular bien. Por lo tanto, intentaré deshacerse de todos estos vacíos y vacíos que están ahí y limitaría nuestra atención a la aeronave básica. Así que este avión Boeing 787-8 en particular por ninguna razón específica va a convertirse en nuestro avión de línea base para el análisis de acuerdo con 240 pasajeros y 7300 millas náuticas de rango.

Este será el valor de la línea base e investigaremos variantes que son 280 pasajeros, 260 pasajeros, 220 pasajeros y 20 pasajeros y también investigaremos las variantes que son 6300 millas náuticas a 8300 millas náuticas. Por lo tanto, puede notar que la intersección de todas estas líneas que representan una matriz de usted conoce los requisitos de la aeronave que podrían ser abordados. Gracias por su atención. Ahora vamos a pasar a la siguiente sección.

Conferencia-14

Cuestiones clave en el diseño de los aviones

Veamos algunas cuestiones clave en el diseño de los aviones de línea bien. En primer lugar, el ala de un avión de transporte o un avión de pasajeros está sujeta a una gran cantidad de optimización de acuerdo y por qué es tanta la gente se pregunta, pero todos los aviones de línea ya sean de Boeing o Airbus, se ven muy por igual porque ambos han sido sometidos a la misma cantidad de optimización, requisitos similares y objetivo similar.

Así que independientemente, han llegado a la solución que han llegado de varios son muy similares. Hay ciertas varianzas por supuesto y será interesante para los estudiantes ser realmente dado como ejercicio para identificar enfoques totalmente diferentes y soluciones totalmente diferentes para cumplir con los mismos requisitos, pero en los aviones de transporte de este tipo en particular usted encontrará que la mayoría de ellos tienen ciertas características comunes. ¿Cuáles son estas características?

Las alas son barridas en la mayoría de estos casos, pero la gama en la que la barrida de los acordes del cuarto que observarás estará entre 35 y 38 grados en su mayoría bien. Ahora algunos de ellos podrían utilizar aerofoils supercríticos que le permiten obtener los beneficios en un ángulo de barrido inferior de acuerdo y también cuando se barre menos se pueden obtener solapas más eficientes y el peso de ala más baja. Por lo tanto, esto es una cosa.

Así que la mayoría de los aviones en esta categoría aviones que vuelan cerca de las velocidades transónicas, número Mach de alrededor de 0,8 que van a haber barrido alas con un barrido en una banda muy pequeña o aerofoils supercríticos que le permite un poco menos de barrido. El dimensionamiento del fuselaje en realidad no es una tarea muy difícil. Así que el fuselaje básicamente va a ser casi como un cuerpo cilíndrico con algo de nariz y algo de cola.

La nariz es necesaria para poner la cabina y poner algunos instrumentos y algunas características en la parte delantera y la cola se requiere esencialmente para acomodar cosas como la APU, cierta cantidad de equipaje tal vez y la longitud adecuada y cónica cónica para permitir el distanciamiento de las colas de acuerdo para proporcionar los brazos del momento suficiente. Por lo que el diseño del fuselaje se somete a volumen y para pasajeros y carga sea cual sea el volumen requerido.

Y lo que queremos hacer es que queramos que sea lo más pequeño posible para reducir el arrastre del crucero. Cuando llegamos a la planta de energía todos ellos tienen generalmente una alta tasa de desvío de aviones turboventilador porque estos le dan menos SFCs y niveles de ruido más bajos y también menores emisiones, especialmente las emisiones de Nox, y fácil mantenimiento de acuerdo.

Un ejemplo que me gustaría mostrarle. Esto se ha vuelto a tomar del folleto del profesor John Fielding, sobre cómo se han proporcionado algunas características avanzadas en un avión de transporte para abordar requisitos particulares. Así que esta aeronave, por ejemplo, es una de las aeronaves que ha llegado con dos tripulantes. Esto es ahora estándar, pero cuando este avión apareció en el mercado, fue uno de los primeros aviones que surgió.

Antes de esto teníamos aviones como Boeing 747 versiones antiguas que tenían un piloto, un copilot y un ingeniero de pruebas de vuelo o navegante. Por lo que el costo de la tripulación ha surgido porque la carga de trabajo es baja. Así que tienes una cabina de carga de trabajo baja, por lo que puedes gestionar con 2 personas y esto fue posible gracias a una amplia integración de aviónica. Este es un ejemplo de cómo los desarrollos tecnológicos impulsan los requisitos.

Antes la gente estaba feliz de, los clientes estaban felices de tener el requisito de 3 o 4 personas en la cabina, pero ahora es sólo 2. Esta aeronave tiene un centro de sistemas de gestión de la gravedad, le permite volar de manera óptima en diversas condiciones y hay una protección de sobre de vuelo y alivio de carga por deflexion automática de las superficies de control para manejar la carga de ráfaga y esto es posible debido al sistema de vuelo a través de computadora extendido.

En el lado de la estructura, los diseñadores han ido para el uso de nuevos materiales y procesos de acuerdo, compuestos y la formación superplástica y la unión de difusión y también aluminio-aleaciones de litio. En el lado de la planta de energía, se han instalado con el motor CFM56 que le da el, por lo que es un viejo motor que estaba en Airbus A320. Se ha mejorado para alimentar la A-340. Volveremos a venir a este avión en el futuro porque hay otras características adicionales que voy a discutir.

Ahora vamos a ver algunas tendencias en el diseño de los aviones de línea, sobre todo vamos a ver las familias y los puntos en común. Ahora al igual que tenemos familias en nuestra propia vida personal, también tenemos familias en diseño de aviones.

Ahora lo que se hace en las familias es básicamente diseñar un avión de referencia y luego cumplir con los requisitos cambiantes del mercado o proporcionar una competencia a otro avión existente estirando o reduciendo el avión bien. Así que lo que quiere decir estirando y encogiendo, básicamente insertando y quitando los enchufes fuselaje, también podría hacerlo cambiando el motor o aumentando el empuje del mismo motor para cumplir con un requisito r.

Hay muchos, muchos ejemplos de esto en el Airbus y el Boeing estable que veremos muy pronto. El objetivo de este ejercicio es garantizar que todas las aeronaves que la competencia pone a su disposición haya un avión equivalente o similar en su establo, por lo que le da a la aerolínea una opción de que si quiere vencer esa aeronave en la competencia, aquí está nuestra solución a ese problema en particular.

Usted puede ver por ejemplo si usted mira en el gran mercado gemelo okay, doble avión de motor que se puede ver, por ejemplo tiene 767-200 que era para este rango en particular y esta capacidad en particular y se ha estirado y otra vez usted sabe y otra vez. Del mismo modo, usted sabe que tiene esta familia.

Del mismo modo, usted tiene otra familia de la familia Boeing 767 donde usted está simplemente reduciendo el rango por o yo diría que la otra manera que usted está aumentando la capacidad de poner en conocimiento, lo siento que está cambiando los requisitos del mercado. Veamos esto en más detalles a medida que vaya adelante.

Veamos la familia Airbus A-320. Esta es una familia muy popular en todo el mundo. Empezó con Airbus A-320 el avión base que vino en 1984 bien, a la derecha. Tenía 5700 kilómetros de alcance y tiene una capacidad de alrededor de 150 pasajeros. Luego, en 1988, 4 años más tarde, la A-321 se puso a disposición con una capacidad mayor, pero con una autonomía de 100 millas náuticas. Después de eso tuvimos la A-319 que era una mejor versión en cuanto a la gama se refiere.

Pero una versión encogida en lo que respecta a la capacidad, 6800 kilómetros y 124 pasajeros. Esta es una forma de luchar contra el avión regional de largo alcance y luego aquí hay otro ejemplo de A-318 que llegó en 1995, aquí la gama se redujo a 6000 kilómetros y la capacidad se redujo a 107 kilómetros. Así que el mismo avión básico está sirviendo a 4 mercados diferentes utilizando el concepto de la familia.

Del mismo modo, tienes el gráfico de familia triple 7 donde vas de que conoces un avión al otro y luego este al otro y luego hay una especie de fallout y también hay un avión de consecuencias. Así que se pueden ver 4 mercados diferentes, yo diría que se están abordando 5 mercados diferentes. Por lo tanto, una aeronave es realmente capaz de manejar un rango tan grande de capacidad y rango al estirarse y reducirse.

También hay algunos puntos en común en el diseño del avión y esto es muy interesante. Curiosamente, se dará cuenta de que en el Boeing estable la sección de fuselaje del fuselaje Boeing 707 continúa siendo utilizada para aeronaves adicionales con un cambio mínimo. En el caso de Airbus, utilizamos el mismo ala para las dos aeronaves, el motor twin Airbus A-330 y cuatro motores Airbus 340, ambos tienen casi la misma ala idéntica.

Esto lleva a un menor coste de fabricación y a la similitud en el servicio de acuerdo y en funcionamiento hay puntos en común posibles utilizando lo que se llama como una cualificación de la tripulación cruzada en el avión Airbus de acuerdo.

Puedes ver por ejemplo aquí que sabes que hay un avión llamado A340 todas las variedades dentro de un día, el piloto puede convertir a vuelo A330 y de 330 a A340 se tarda sólo 3 días.

Se trata de aviones grandes. Ahora si tienes un piloto calificado para 340 y 330 y quieres que ese piloto opere aviones más pequeños, es cuestión de solo 11 o 15 días que puedes convertirlos bien y luego los 380s son los mismos, también tendrán una ventaja operacional similar.

Boeing también permite que esté bien. Ahora la comunalidad solo está disponible entre Boeing 757 y 767 siete cinco siete y siete seis siete. Así que de 777 a 787 se puede ir en 5 días, pero aviso aquí desde un avión no Boeing, básicamente significa un avión Airbus a 787 se requieren 21 días de entrenamiento. Así que la comunalidad también está ahí en ambas compañías.

Aquí está una cabina o la cubierta de vuelo de Boeing 787 bien, una cabina muy moderna y una configuración similar que verá ahora en el futuro avión Boeing.

Y aquí hay un ejemplo de común. De hecho si dibuje una línea aquí, en el lado izquierdo tiene A330, en el lado derecho tiene A340 una de las versiones. Ambos están teniendo una plataforma de ala común bien y un lado se ve un solo motor porque es motor gemelo, en aquí se ven dos motores porque es de cuatro motor, pero tienen una cabina común. Tienen una cabina común, fuselaje común, tren de aterrizaje común, empenador común o cola, sistemas comunes y ala común.

La única diferencia está en la tubería de combustible, ya sabes la tubería que va a ir el combustible al motor aquí, pero para eso es todo común. Y de Airbus A340-300 a Airbus A 340-200 tienes 8 marcos más cortos y te haces cuando trabajas para cumplir con el mercado bien.

Esta comunalidad no viene sin un costo. Es bueno tener en común, pero aquí hay una evaluación del profesor Scott Eberhardt sobre los inconvenientes de la similitud, el resultado es un diseño no óptimo.

Por ejemplo, si se observan las entregas de Airbus A330 y 340 en comparación con 767 y 777 se nota que 330 se vendieron bastante bien. Cualquier avión que venda alrededor de 400 unidades típicamente sólo es capaz de recuperar su mercado. Esto es para un nuevo avión, por supuesto, 330 y 340 no son nuevos aviones, pero se nota que 767 y 777 tienen alrededor como en 2012, que tenían alrededor de 1000 aviones que se venden en comparación con sólo alrededor de 850 y 400 para 330. Así que el ala común es buena pero demasiado pesada y resultó en un avión inferior bien.

Mirá la pérdida en ventas. Lo que viste antes fue pérdida en números, esto es la pérdida en las ventas.
Así que en comparación con 767 y 777, 340 tienen alrededor de diez 100 mil millones de dólares pérdida en las ventas y en consecuencia notamos que no hay nuevo orden. Así que la comunalidad es buena, pero la comunalidad puede llevar a serias consideraciones financieras también. Muchas gracias.