Grupo 1. Mª Cielo Velandrino Rafael Campos Alberto Soriano Moisés Blanco Daniel García

Transcripción

1 Mª Cielo Velandrino Rafael Campos Alberto Soriano Moisés Blanco Daniel García José López Andrés Jesús García Andrés Galdames Christian Quirós Célia Brossard Grupo 1 Matthieu Tonso Adrien Piot Juan Manuel Nole

2 Grupo 1

3 Desarrollo de novedosos proyectos aeroespaciales Innovación BUZZARD AIRPLANES Internacionalización Competente en mercado mundial.

4 Situación: Aerópolis-Sevilla (Andalucía). Región emergente con 1.5% del PIB dedicado al sector. 115 empresas

5 Aerodinámica Estabilidad Estructuras Actuaciones Diseño Moisés Blanco Andrés Galdames Daniel Rodríguez Mª Cielo Velandrino Alberto Soriano Rafael Campos Jose López Celia Brossard Matthieu Tonso Christian Quirós Adrien Piot Andrés García Juan Manuel Nole

6 Grupo 1

7 VIGILANCIA DE FRONTERAS MOTIVACIÓN ESPECIFICACIONES DEL CLIENTE EVACUACIÓN SALVAMENTO

8 ALCANCE AERODINÁMICA CLIENTE

9 Rafael Campos Adrien Piot Moisés Blanco Grupo 1

10 Objetivos Perfiles Alas Polares HDL

11 Estudio, optimización y definición del ala del avión: Perfiles + Geometría Interacción con diseño y estabilidad Determinación de la resistencia del avión Interacción con actuaciones y resistencia Elección de dispositivos hipersustentadores

12 Tras el estudio de diferentes tipo se opta por: NACA Justificación: Bajo C dmin Alto α stall Retrasa la pérdida Alta relación (C l /C d ) max Buen comportamiento en la pérdida Característica Valor C dmin C m α 0-3 t/c max C lα 6.44 C l

13 Optimización con MATLAB de la eficiencia de Oswald en función del alargamiento y estrechamiento Rectangular e Λ 10 Estrechamiento 1 Hexagonal e 0.77 Λ 10 Estrechamiento 0.5 Hexagonal e Λ 10 Estrechamiento 0.31

14 Dicha optimización concluye en la siguiente geometría: Hexagonal e Λ 10 Estrechamiento 0.31 C L0 0.3 C Lmax 1.46 α stall 28.00º c r b 4.84 m 31,7 m C Lα 4.73 S m 2

15 C D = C D 0 + KC L 2 C D0clean C D0TO C D0LDN K E optclean E optto E optldn 11.69

16 C D = C D 0 K 1C L + K 2 C L 2 C D0clean C D0TO C D0LDN K K E optclean E optto E optldn ANÁLISIS MIXTO: XFLR5 + COMPOSITE BUILD-UP

17 Handley Page slot and.40c Fowler flap deflected 40º C Lmax 2.51 αstall C L α º Elegido acorde a las necesidades de actuaciones. CARACTERÍSTICA DE DISEÑO: Reducción del C D0 del fuselaje gracias al trabajo del departamento de diseño para conseguir un fuselaje más estilizado llegando a un porcentaje de laminar mayor.

18 Daniel García Célia Brossard Grupo 1

19 Desglose de pesos Empleo de materiales ligeros Envolvente del centro de gravedad Diagrama V-n Comparación de pesos Evolución del peso en vacío a lo largo del proyecto

20 Bajo peso en vacío mediante el uso de materiales compuestos Ventaja competitiva Requerimiento por parte del departamento Actuaciones y Propulsión Envolvente del centro de gravedad en un rango pequeño Requerimiento del departamento de Estabilidad

21 Sector del aeronave Peso (kg) Ala 1878 Estabilizador horizontal 378 Estabilizador vertical 416 Fuselaje 3469 Tren de aterrizaje 1696 Góndolas de motor 1346 Motores 3996 Sistemas 6309 Refuerzos 377 Peso en vacío : kg

22 Sistemas 32% Ala 10% Estabilizador horizontal 2% Estabilizador vertical 2% Fuselaje 18% Motores 20% Tren de aterrizaje 9% Góndolas de motor 7%

23 Uso de materiales compuestos en: Fuselaje Alas Cola Uso de aleación de aluminio en : Cockpit Borde de ataque Góndolas de motor Objetivo : Bajar el peso en vacío

24 20020 kg Materiales compuestos kg

25 Refuerzos 377

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30 Peso en vacio (kg) entrega 1 entrega 2 entrega 3 entrega final

31 Andrés Galdamés José López Andrés García Grupo 1

32 Objetivos Margen estático Estudio de trimado Dimensionado de superficies estabilizadoras Estabilidad estática Estabilidad dinámica

33 ESTABILIDAD EVALUAR TRIMADO Compromiso MANIOBRABILIDAD

34 Esquema en VACÍO Situación más crítica!!

35 En VACÍO!!

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37 Misiones Iida I espera I vuelta IV médica IV tropa Tramo de estudio dinámico

38 HTP VTP

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40 Criterio Fallo motor

41 Criterio Viento cruzado Viraje estacionario

42 Longitudinal Lateral-Direccional CL CLα CLδe CM CMα CMδe CDα CLq Cmq CLά CMά CTXu >0 <0 <0 Cyβ Cyδa 0 Cyδr Clβ Clδa Clδr Cnβ Cnδa Cnδr Cyr Clr Cnr Cntb 0 Cyp Clp <0 <0 >0 <0 Cnp

43 Longitudinal Modo fugoide Autovalores restantes λ1,2= ±0.0167i ωn= rad/s ξ= λ1=-359 λ2=-3.14 t1/2=6279 s ξ 0 Nivel 2

44 Modo balanceo holandés λ1,2=-16.93±3.68i ωn=16.67 rad/s ξ=0.939 t1/2=0.044 s ξ 0.08 ξ*ωn 0.15 Nivel 1 ωn >0.4 Lateral-direccional Modo convergencia en balance λ1= Tr = s Tr 1.4 Nivel 1 Categoría B Modo espiral λ1= Inestable

45 Juan Manuel Nolé Fajardo Matthieu Tonso Mª Cielo Velandrino Gómez Grupo 1

46 Objetivos Planta propulsora Despegue y Aterrizaje Misiones Optimización

47 OPTIMIZACIÓN REDUCCIÓN DEL CONSUMO CUMPLIMIENTO RFP FLEXIBILIDAD MÁXIMO ALCANCE

48 PLANTA PROPULSORA: 4 motores Rolls-Royce Tyne hp Justificación de la elección del motor: x 104 h=0 h=20000 ft h=22000 ft h=24000 ft h=26000 ft h=28000 ft Cumplimiento del rango impuesto por el cliente: 0.4 < M < 0.6 Seguridad y flexibilidad. Potencia (hp) Consumo: SFC= Mach

49 DESPEGUE Condición crítica de diseño Requisito: STOF<800m STOFMAX =794 m (fallo motor) MTOW=55541kg

50 RFP BUZZARD Despegue Nominal <800m 794m High hot <1000m 921m Nominal <400m 395m Aterrizaje High hot <610m 442m 85% MTOW <800m 515m

51 MISIÓN DE CARGA Carga de Combustible: kg Alcance: 6870 km Tiempo: 16.8 h CAPM: 12.2 cents

52 MISIÓN DE EVACUACIÓN MÉDICA (MÁXIMO ALCANCE) Carga de Combustible: kg Alcance: km Máxima alcance Máxima cantidad de combustible permitida Tiempo: 25 h CASM: cents

53 MISIÓN DE TRANSPORTE Carga de Combustible: kg Alcance: km Tiempo: 21.2 h CASM: cents

54 MISIÓN DE VIGILANCIA Carga de Combustible: kg Tiempo: h CAPM: cents MISIÓN DE RESCATE Carga de Combustible: 8400 kg Tiempo: 11.8 h CAPM: cents

55 OPTIMIZACIÓN: Mejora de los perfiles de vuelo. Posiciones de palanca: Despegue: δ=100% Subida: δ=95% Crucero máxima autonomía: δ=75% Crucero máximo alcance: δ=90% Descenso: δ=5% Uso del ángulo mínimo de descenso: Reducir el consumo. Aumentar el alcance.

56 Christian Quirós González Alberto Soriano Rodríguez Grupo 1

57 Avión ligero que cumple los requerimientos del cliente ofreciendo unas prestaciones optimizadas. Búsqueda de la eficacia. Avión compacto. Avión con personalidad propia.

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59 Ala alta STOL, Militar Cargo 4 motores contrarot. Potencia equilibrada y versatilidad Ala hexagonal Eficiencia. Cola en T Evitar la estela del ala. Fuselaje esbelto Reducir CD0 Cabina estilizada Mejora la aerodinámica, dota de personalidad.

60 Morro no convencional Permite reducir la resistencia aerodinámica En contrapartida existen ángulos muertos en la visión del piloto Se solventa este problema mediante la inclusión de cámaras y pantallas semitransparentes Línea del parabrisas novedosa Seña de identidad del Buzzard

61 Mejora de la resistencia aerodinámica debido al upsweep Mejora del performance de los estabilizadores Mejora las condiciones de salto para los paracaidistas desde la rampa, desviando la corriente.

62 Detalle Cuaderna

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64 Introducción de aseos para mejorar confort. Puerta lateral que ayuda a la entrada y salida de personal. Introducción de rampa trasera para carga y descarga.

65 Uso de asientos compactos que ayudan a reducir espacios basados en las medidas de la aerolínea Ryanair. (40x58cm y 20cm de un asiento a otro) 15 de 5 asientos cada una. Disposición asimétrica 3-2.

66 Uso de soportes adaptables de literas para ahorrar espacio. Capacidad para 12 soportes de 3 literas cada uno. Espacio para acomodar hasta 4 personas de personal médico.

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68 Uso de sensores de búsqueda y asientos del personal auxiliar (2 por equipo). Modo observación 2 equipos. Modo búsqueda 3 equipos.

69 Suelo de carga dimensiones 13.5x2.5 m. La puerta delantera permite ocupar todo el espacio disponible.

70 Tren triciclo con 2 ruedas delante y 8 detrás del mismo tamaño aprox.

71 Uso de ruedas prototipo Brigestone que permiten reducir un 6% el tamaño.

72 CARACTERÍSTICOS DISTRIBUIDOS Kneeling: Permite reducir la altura de la cola en situación de descarga, reduciendo así la pendiente de la rampa de carga. Sistemas de cámaras y pantallas: Como se ha comentado necesarios para cumplimentar los requisitos de visión del piloto

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74 Grupo 1

75 Eficiencia aerodinámica Optimización de actuaciones Requisitos del cliente CUMPLIDOS Multiplataforma Ligero Fiable Estable Compacto Eficiente

76 Mejora de la transición turbulenta RAYADO DE SUPERFICIES Aumento de la maniobrabilidad EFECTO DIEDRO NEGATIVO

77 Diseño conceptual Avión real Problemas

78 Problemas posibles: Apertura de la rampa en vuelo Sombra de estabilizador vertical (α ) Propuesta: Aletas ventrales

79 Fundación Hélice Antonio Ojeda (Ingeniero de Ensayos en vuelo de Airbus Military)