Alcalde Cano, Mª Teresa Elia Lerida, Elena Amo Lledó, Ignacio Fernández Pisón Pilar Arteaga Palma, José Manuel Fuentes Navarro, Sergio Ayuso

Transcripción

1 Alcalde Cano, Mª Teresa Elia Lerida, Elena Amo Lledó, Ignacio Fernández Pisón Pilar Arteaga Palma, José Manuel Fuentes Navarro, Sergio Ayuso Martínez, Cristina Galiano Andrades, Miguel Ángel Bolaño Cruz, Raquel García Campos, Octavio Alfredo Caballero Bello, Miguel Garrido López, Fermín Casanueva Martos, Javier Gómez Mesa, Juan Diego Colera Rico, Manuel Salazar Avís, Jesús Díaz García, Cristina 1

2 Objetivo: Modernización del turboprop 2

3 AT-C Características principales: Cero emisiones Alta comodidad Altas prestaciones Bajo coste operacional 3

4 Nuevas formas de propulsión Hidrógeno Elevado poder calorífico Combustión produce agua, ni CO ni CO2 Gran número de investigaciones en torno a él Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno 4

5 Nuevas formas de propulsión Elevado poder calorífico Queroseno Hidrógeno 42 MJ/kg 140 MJ/kg 5

6 Nuevas formas de propulsión Hidrógeno Elevado poder calorífico Combustión produce agua, ni CO ni CO2 Gran número de investigaciones en torno a él Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno 6

7 Nuevas formas de propulsión Combustión produce agua, ni CO ni CO2 7

8 Nuevas formas de propulsión Hidrógeno Elevado poder calorífico Combustión produce agua, ni CO ni CO2 Gran número de investigaciones en torno a él Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno 8

9 Nuevas formas de propulsión Gran número de investigaciones en torno a él 9

10 Nuevas formas de propulsión Hidrógeno Elevado poder calorífico Combustión produce agua, ni CO ni CO2 Gran número de investigaciones en torno a él Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno 10

11 Nuevas formas de propulsión Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones General Motors Sequel Toyota FCV Honda FCX Clarity Boeing Smartfish/Hyfish Phantom Eye Tupolev SR-71 Tu-155 y Tu

12 Nuevas formas de propulsión Hidrógeno Elevado poder calorífico Combustión produce agua, ni CO ni CO2 Gran número de investigaciones en torno a él Vehículos con hidrógeno: Coches Aviones Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno 12

13 Nuevas formas de propulsión Mejoras respecto a un turborreactor de queroseno: Combustión más rápida Reduce a un tercio el consumo Combustión estable a más altura No contaminante 13

14 Nuevas formas de propulsión Taxi eléctrico Sólo 150 kg por rueda Ventajas: Reducción del consumo en un 4% Reducción del ruido en pista Completa independencia de la aeronave en pista Alivia carga de los frenos Aumenta la vida de las gomas 14

15 Comodidad de los pasajeros Diseño Amplio espacio para los pasajeros Seat pitch Ancho asientos Ancho pasillos Altura pasillos 15

16 Comodidad Distribución de los elementos internos 16

17 Comodidad Reducción de ruido WIFI Ala trasera Recubrimientos aislantes Micrófonos para cancelación de ruido 17

18 Prestaciones Diseño Aerodinámica Alta eficiencia Estabilidad Control del centro de gravedad Distribución de pesos Actuaciones 18

19 Vistas 3-D 19

20 Vistas 3-D Longitud: 32 m Diámetro: 3.5 m 20

21 Vistas 3-D Envergadura: m 21

22 Interior - Sistemas 22

23 Eficiencia AR λ WINGLETS FORMA DIEDRO ALA Raked Hexag. 4º CANARD Raked Hexag. GRAN ALARGAMIENTO: MAXIMIZA EFICIENCIA FLAPS FOWLER : MENOR RESISTENCIA EN DESPEGUE MAT. COMPUESTOS: CAPA LÍMITE LAMINAR 23

24 L/D Eficiencia CD = E_crucero = CL CL2 C D = C L C L 2 C L L/D max posible = en C L = L/D max permitido = en C Lopt = E=22.6 E C L CL C D 24

25 δe=0 SM XCG/L_fus x cg /L fus [deg] [deg] Trimado con el centro de gravedad y a lo largo del crucero e Centro de gravedad y Margen estático a lo largo del crucero SE JUEGA CON EL VACIADO DE LOS DEPÓSITOS PARA MANTENER EL TIMÓN SIN DEFLECTAR trim [deg] Cw=W/qS [-] Cw=W/qS [-] Cw Cw=W/qS [-] Cw=W/qS [-] 25

26 Comportamiento dinámico Corto período Fugoide Modo espiral Convergencia en balance Balanceo Holandés t 1/2 =0.565 s ξ=0.799 w n =1.534 rad/s t 1/2 =191.11s ξ=0.058 w n =0.058 rad/s t 2 =70.15 s t 1/2 =0.249 s Τ Bc =0.36 rad/s t 1/2 =1.642 s ξ=0.091 ξw n =0.15 rad/s SE CUMPLE NIVEL 1 EN TODOS LOS MODOS, SEGÚN LA NORMA MIL-F-8785C (1980) REALIMENTACIÓN δ_e = K q PARA FUGOIDE 26

27 Distribución de pesos 23% Estructura 31% Refuerzos 0% Sistemas y equipos Combustible 10% 36% Carga de pago Misión de diseño Misión económica Misión óptima Peso de combustible [kg] Peso en despegue [kg]

28 Despegue y aterrizaje Distancia de despegue (m) Distancia de aterrizaje(m) Misión de diseño Misión de diseño (high-hot) Misión económica

29 Crucero Misión de diseño Misión económica Misión óptima M cruise h cruise (m) V cruise (m/s) D cruise (km) t cruise (h) Máxima autonomía Máximo alcance Misión Misión de diseño económica t A,máx (h) R máx (km)

30 Radio operativo Misión de diseño Misión económica Misión máxima 30

31 Envolvente de vuelo 31

32 Velocidad máxima 32

33 Carga de pago (kg) Diagrama carga de pagoalcance Diagrama Carga de Pago-Alcance 8000 A B C Alcance (km) 33

34 Estudio de costes operacionales Evolución de precios CASM comparativo CASM del AT-C 34

35 Evolución de precios 35

36 CASM comparativo Incluyendo emisiones Keroseno 27,66 30,69 33,48 Bio-SPK 52,89 54,41 55,80 Hidrógeno 29,36 29,37 29,38 Incluyendo evolución Keroseno 28,84 37,96 Bio-SPK 40,65 28,58 H 2 (Electrolisis distribuida) 39,74 37,01 H 2 (Electrolisis centralizada) 24,00 22,54 H 2 (Nuclear) N/A 19,95 H 2 (Solar) 24,56 21,85 36

37 CASM del AT-C Misión de diseño Actual Misión económica Misión óptima CASM CASM solar CASM electrolisis CASM solar CASM nuclear CASM electrolisis

38 Líneas futuras Mejoras de almacenamiento del H2 Uso de materiales autorreparables Reducir pesos de sistemas (MEA) Diseño de geometría de hélices con punta de pala supersónica para vuelos a alta velocidad Modificar cabina pasajeros 38

39 Preguntas 39

40 40

41 Otros datos de interés 41

42 Cargas alares - Misión diseño W/S TOF (Pa) W/S CL (Pa) W/S CR (Pa) W/Saut (Pa) W/S D (Pa) W/S LN (Pa)

43 Potencias - Misión diseño P TO P,CL P CR P LT P D P TO shp shp shp shp shp shp 43

44 Subida G 800ft m/s % ft ft m/s m/s G 5800ft m/s % ft ft m/s m/s ft G m/s % ft ft m/s m/s G 25500ft m/s % ft ft m/s m/s

45 Descenso Descenso 1 Descenso

46 Reservas 100 mn 30 min de espera M cruise h cruise (ft) h cruise (m) V cruise (m/s) D cruise (km) D cruise (mn) t cruise (min)

47 Consumos SFC despegue (lb/shp h) SFC subida (lb/shp h) SFC crucero (lb/shp h) SFC descenso (lb/shp h) SFC aterrizaje (lb/shp h) SFC aut (lb/shp h) SFC aut (lb/shp h) Misión de Misión Misión diseño económica óptima N/A N/A

48 Masas de combustible Misión de Misión Misión diseño económica óptima W despegue (kg) W subida (kg) W crucero (kg) W descenso (kg) W aterrizaje (kg) W reservas (kg) W total (kg)

49 Misión de diseño Wdespegue Wsubida Wcrucero Wdescenso Waterrizaje Wreservas 49

50 Misión económica Wdespegue Wsubida Wcrucero Wdescenso Waterrizaje Wreservas 50

51 Misión óptima Wdespegue Wsubida Wcrucero Wdescenso Waterrizaje 67.8 Wreservas 51

52 Máxima autonomía Misión de diseño Misión económica M óptimo h(m) V óptima (m/s) t A,máx (h) Máximo alcance Misión de diseño Misión económica M óptimo h(m) V óptima (m/s) R máx (km)

53 Carga de pago (kg) Diagrama carga de pagoalcance misión de diseño Diagrama Carga de Pago-Alcance 8000 A B C Alcance (km) 53

54 Condición OEI (operativo sólo motor izquierdo) βmax = -0.46[deg] β= 0 Vmc=36.08[m/s] Vs=84.64 [m/s] 1.1Vs=93.1[m/s] Vmc<1.1Vs 54

55 55

56 Estructuras W [kg] Misión de diseño Misión económica Peso en despegue Peso en aterrizaje, MLW Peso Estructuras Peso de Sistemas Planta motora Combustible Carga de pago

57 Estudio SM altos (I) Diseño con cuerda del ala pequeña. Peso bajo debido al uso de H. Carga alar por encima de la media. Configuración con canard Alargamiento alto. Margen Estático muy sensible a variaciones del c.d.g. 57

58 Estudio SM altos (II) Modelo SM* [%] C Ilyushin Il Xian MA British ATP Nama YS A B

59 Estudio SM altos (III) 20 SM [%] C295 Ilyushin Il-114 Xian MA60 British ATP Nama YS-11 A 320 B 747 SM del 35% equivalen a SM del 16-18% 59

60 Lastrado en vuelo de entrega Configuración SM [%] En vacío ( sin combustible ni carga de pago) Vuelo de entrega (100% de combustible y sin carga de pago) % % En vacío (lastrado) % Vuelo de entrega (lastrado) % Depósito de 1,5 m 3 de agua 60

61 Realimentación fugoide t 1/2 =295 s ξ= w n = rad/s t 1/2 = s ξ= w n = rad/s MIL-F-8785C (1980) ξ 0.04 Nivel 2 Nivel 1 δe=-0.5 q 61