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Considerações Futuras do Design Airliner

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Palestra-15

Considerações Sobre Design-Future Airlines

Vamos ter um olhar para o que temos em loja para o futuro? O que exatamente vão ser as principais considerações de design e que tipo de formas podemos ser capazes de ver? Quais são as características desejadas de uma aeronave de transporte do futuro? A maioria dos designers de aeronaves está interessada em reduzir o arrasto atuando na aeronave ao atacar o arrasto induzido e para isso precisamos de asas com grande proporção de aspecto. A moderna aeronave de transporte de dia certamente mostra em torno de 8 a 9. O objetivo é levá-lo para 12. Agora, para atender a essa exigência, vamos ter asas agora muito slender, então, são compósitos a resposta.

Mas então com a alta proporção de aspecto você começa a entrar no domínio perigoso da aeroelasticidade onde você começará a ter problemas com as operações, então não sabemos se realmente faz sentido. Pode haver formas melhores de abordar o problema de slenderness da aeronave ou fornecer proporção de aspecto alto e veremos um par de tentativas. A próxima grande área onde muita pesquisa está acontecendo é o fluxo de laminar natural.

Você pode fornecer esse tipo de fluxo? Na Índia, tivemos que transportar aviões, Saras e o novo RTA, a aeronave de transporte regional RTA-70. Ambos estão tentando usar o fluxo de laminar natural em suas asas para enfrentar o problema da redução do arrasto, mas há muitas tradeoffs a serem consideradas. Há tradeoffs em relação aos lugares onde o fluxo pode viajar de laminar para turbulento. Há tradeoffs em relação à fabricação.

Por isso, olhemos para 2 tentativas de abordar este problema. Um vem do estábulo da Lockheed Martin apoiado pela Virginia Tech e financiado pela NASA. Esse esforço foi iniciado em algum lugar por volta de 2005 e ele é chamado de asa baseada em strut para aeronaves de transporte. Por isso, estudos mostraram que, se usarmos o strut para apoiar a asa da aeronave, você pode ir para uma ala bem slender como a mostrada neste conceito específico de imagem ou artista.

Esta aeronave ainda não voou com passageiros, mas já houve alguns modelos pequenos feitos como eu mostrarei muito em breve. Estudos indicam que usando uma asa baseada em strut, você pode reduzir o peso da decolagem em até 12 15% e o consumo de combustível para cerca de 20 a 30% e também muito ruídos e emissões mais baixas. Por isso, todos estes são características muito, muito desejáveis para as aeronaves de transporte do futuro. Na verdade, estes estão cumpro os objetivos especificados pela NASA para a aeronave do futuro.

Um estudo experimental de tal aeronave também foi feito. Veja aqui um vídeo de testes de um pequeno UAV desenvolvido pelos estudantes da Universidade de Washington como parte de seu projeto de projeto de ano final ou Capstone Airplane. Você pode notar que este foi um esforço enorme com várias equipes trabalhando juntas para criar uma ala baseada em strut. Obviamente porque é uma Universidade eles não podem torná-lo mais do que apenas um modelo.

Algumas imagens sobre a modelagem e as visualizações desta aeronave em particular. Percebem que o motor também tem uma traseira serrada, assim como você vê em um Boeing 787 motores, o chamado motor salto da GE. Estes são alguns estudos sobre a dinâmica estrutural e modelagem da aeronave. Trata-se de uma saída de código que analisa os estudos de flexibilidade porque a principal preocupação que os designers têm é que esta aeronave em particular resistam as cargas sem flexionar muito?

Em breve veremos um vídeo de um julgamento de um UAV construído por esses alunos. Por isso, você pode notar a asa desta aeronave parece ser muito slender em comparação com as asas típicas que você está acostumado a ver.

Mais uma forma de abordar esse problema é ir para um corpo de asa blended. Esse é um conceito de DLR e uma grande quantidade de pesquisas se deu em DLR Germany para chegar a esse conceito de uma aeronave com uma configuração de corpo de asa blended para transporte. Você nota que é muito difícil dizer onde está a fuselagem e onde está a asa porque ambos foram misturados. Afirma-se por estes estudos que tal aeronave será muito mais leve, mais espaçosa para os passageiros.

Hoje, os passageiros voam essencialmente no tubo, o que pode ser que nos deixe dizer 10 pessoas abreast, mas com isso você pode ter uma cabana abreast 50 e um grande teatro como ambiente onde você pode se sentar. Essa configuração deve ser muito, muito combustível eficiente, além de mais leve.
No entanto, há um problema sério. Lembre-se que tínhamos visto que os requisitos dados pelas agências de aeronavegabilidade são principalmente impulsionados pela segurança.

E um dos requisitos para garantir a nossa segurança como passageiros é a capacidade de egresso da aeronave em um tempo muito curto. A exigência típica é de que todos os passageiros da aeronave possam sair da cabine em cerca de 180 seconds ou 3 minutes minutos com metade das portas de saída bloqueadas e metade da tripulação da cabine não cooperativa. E a grande questão com a aeronave de corpo de asa blended, além de seus olhares pouco convencionais, é que será difícil mostrar que os passageiros podem deixar essa aeronave naquela janela estipulada de 180 seconds.

Por isso, quando você acha que o corpo também foi testado em voo, veremos um clipe do Boeing X-48C remotamente controlado remotamente modelo desse conceito que foi testado.

Então, essas são as 2 abordagens que nós vamos ver no futuro.

Outra consideração importante é a queima de combustível. As aeronaves contemporâneas têm uma queima de combustível, que é de aproximadamente 0,045 quilos de combustível por passageiro por milha náutica e este gráfico de barras mostra os valores típicos da queima de combustível de alguma aeronave contemporânea. Agora, se você quer trazer uma nova aeronave no mercado, é melhor bater essa estimativa em cerca de 10% e é quando você será capaz de realmente tornar a aeronave atraente para o cliente. Obrigado por sua atenção. Passaremos agora para a próxima seção.