Estudo de impacto de implementação de winglets na aeronave Falcon 50

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cabanas, Samuel
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/40398
Resumo: Aspirante a Oficial-Aluno/Piloto-Aviador 138543-H amuel Martins Cabanas. Júri: Presidente: BGEN/ENGAER José Manuel Mota Lourenço da Saúde; Orientador: CAP/ENGAER João Vieira Caetano; Coorientador: TEN/ENGAER Ricardo José Cabral Veríssimo; Vogal: COR/ENGAER João Rui Ramos Nogueira
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Os winglets são estruturas concebidas para reduzir a resistência aerodinâmica e, consequentemente, aumentar a eficiência da asa. De modo a comparar a asa original com a asa com winglets, foi estudado o tipo de operação da aeronave ao serviço na FAP. O estudo foi dividido em partes: a) simulação com recurso a ferramentas de Computational Fluid Dynamics e comparação dos resultados obtidos com soluções analíticas da sustentação; b) análise do desempenho atual da aeronave, com base em dados operacionais e manuais de operação; c) estudo de recuperação do investimento na modificação, tendo em conta a poupança de combustível, ponderando o aumento de alcance operacional. Foi possível verificar a coerência entre os resultados obtidos e os fundamentos teóricos inerentes à modificação. Isto é, a asa modificada demonstrou reduzir a resistência e aumentar a eficiência aerodinâmica. Na análise da performance verificou-se que com winglets, a aeronave possui um teto operacional máximo superior, podendo voar até 41000’ em todas as configurações de peso e velocidade. Outra conclusão retirada desta análise é o facto dos maiores benefícios, proporcionados pela modificação, ocorrerem durante a fase de subida, atingindo os 2,83% em combustível poupado. O alcance é também melhorado com a instalação de winglets, promovendo um aumento médio de 2,25% em todas as configurações de peso e velocidades de voo. Desta forma, cruzando esta informação com a análise de recuperação de investimento, verificou-se que não seria possível fazê-lo dentro do período de vida útil da frota. No entanto, perante os resultados obtidos, concluiu-se que a modificação é vantajosa para a performance da aeronave Falcon 50.The main missions of the aircraft Falcon 50 of the Portuguese Air Force are: VIP transport, logistical support and urgent transportation of human organs. As this aircraft flies all over the world, it has become relevant to find a solution in order to save money during its operation. This thesis focuses on the study of the viability, efficiency, increase of range, reduce fuel burn, and payback period due to the implementation of winglets. The winglets are structures designed to reduce the drag and, consequently, to improve the aerodynamic efficiency of the aircraft. In order to compare both wings, the original and the modified, and to guarantee the results, the type of flight operated by Falcon 50 was studied. This study was divided into parts: a) simulation using tools of Computational Fluid Dynamics and comparison between the results and calculated analytical solutions; b) performance analysis of the unmodified aircraft using operational data and operation manuals; c) study of payback period, taking into account fuel saving and the increase of operational range. It was possible to verify the coherence between the results obtained with simulations and the theoretical principles related with winglets. That is to say, the drag was reduced by the winglets which improved wing efficiency. The performance analysis allowed to verify that the aircraft with winglets has a maximum operating ceiling bigger than the original version, reaching 41000’ in all weight configurations. Additionally, it was concluded that the amount of benefits obtained by the modification increased during the climbing phase, obtaining an improvement of 2,83% in fuel saving. The range is also improved with the modification, promoting and average increase of 2,25% in all configurations of weight and speed. Thus, crossing this information with the analysis done for payback period, it would not be possible to recover the investment until the phase out of the aircraft. However, with all the results, it was concluded that this modification would be useful for the operation of Falcon 50.Academia da Força AéreaRepositório ComumCabanas, Samuel2022-05-04T14:10:31Z2018-06-01T00:00:00Z2018-06-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.26/40398porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-09-20T15:06:00Zoai:comum.rcaap.pt:10400.26/40398Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T15:50:17.842894Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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