Estudo Preliminar da Adaptação da Aeronave Crossover para Voo de Longa Duração a Grande Altitude
Autor(a) principal: | |
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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/10400.6/8326 |
Resumo: | Esta dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Aeronáutica descreve um projeto em parceria com a empresa Eurosport Aircraft para realizar um estudo de desempenho para alteração do moto-planador Crossover numa aeronave HALE UAV. O objetivo principal é de verificar a possibilidade de atingir uma autonomia de 168 h e atingir a altitude de 12160 m (40000 ft) realizando o aumento da envergadura da asa de 18 m para 25 m, com um MTOM de 1800 kg e colocando 2 motores Rotax® 915is turbo no Crossover. Para atingir os objetivos são utilizados vários programas de análise tal como o Xflr5, que permitiu obter a polar de arrasto do perfil e das asas utilizados nos casos de estudo; o Qblade e o Jblade, utilizados para obter o projeto e análise de desempenho das hélices utilizadas. Este estudo é realizado ao longo de diversas fases, onde na primeira fase é feito o dimensionamento das empenagens e a análise do desempenho do motor Rotax® 915is turbo. A fase seguinte envolve o projeto das hélices, sendo estas otimizadas com recurso ao Qblade e, por fim, são realizadas análises do desempenho das hélices em Jblade para vários ângulos de incidência para obter uma função de hélice de passo variável. Durante a terceira fase é estudada e analisada a polar de arrasto da aeronave com as diversas configurações para o painel novo da asa proposto pela empresa. Para verificar qual a melhor configuração para atingir o objetivo, são realizados diversos estudos de desempenho conceptual onde são testadas diversas hélices. Depois de uma análise detalhada é escolhida a hélice mais eficiente para as condições de voo e posteriormente é realizado o mesmo estudo para analisar/testar qual a configuração de asa mais adequada. Por fim, é realizado um estudo de desempenho com integração no tempo onde são comparados dois tipos de perfis de missão, o primeiro realizando um voo de cruzeiro normal a 12160 m e no segundo um perfil com funcionamento dos motores intermitente, realizando voo planado até uma determinada altitude mínima seguido com voo de subida até 12160 m, repetindo este processo até alcançar o peso de combustível mínimo. |
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Estudo Preliminar da Adaptação da Aeronave Crossover para Voo de Longa Duração a Grande AltitudeConceptualCrossoverDesempenhoHaleHéliceJbladeQbladeRotaxUavXflr5.Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia AeronáuticaEsta dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Aeronáutica descreve um projeto em parceria com a empresa Eurosport Aircraft para realizar um estudo de desempenho para alteração do moto-planador Crossover numa aeronave HALE UAV. O objetivo principal é de verificar a possibilidade de atingir uma autonomia de 168 h e atingir a altitude de 12160 m (40000 ft) realizando o aumento da envergadura da asa de 18 m para 25 m, com um MTOM de 1800 kg e colocando 2 motores Rotax® 915is turbo no Crossover. Para atingir os objetivos são utilizados vários programas de análise tal como o Xflr5, que permitiu obter a polar de arrasto do perfil e das asas utilizados nos casos de estudo; o Qblade e o Jblade, utilizados para obter o projeto e análise de desempenho das hélices utilizadas. Este estudo é realizado ao longo de diversas fases, onde na primeira fase é feito o dimensionamento das empenagens e a análise do desempenho do motor Rotax® 915is turbo. A fase seguinte envolve o projeto das hélices, sendo estas otimizadas com recurso ao Qblade e, por fim, são realizadas análises do desempenho das hélices em Jblade para vários ângulos de incidência para obter uma função de hélice de passo variável. Durante a terceira fase é estudada e analisada a polar de arrasto da aeronave com as diversas configurações para o painel novo da asa proposto pela empresa. Para verificar qual a melhor configuração para atingir o objetivo, são realizados diversos estudos de desempenho conceptual onde são testadas diversas hélices. Depois de uma análise detalhada é escolhida a hélice mais eficiente para as condições de voo e posteriormente é realizado o mesmo estudo para analisar/testar qual a configuração de asa mais adequada. Por fim, é realizado um estudo de desempenho com integração no tempo onde são comparados dois tipos de perfis de missão, o primeiro realizando um voo de cruzeiro normal a 12160 m e no segundo um perfil com funcionamento dos motores intermitente, realizando voo planado até uma determinada altitude mínima seguido com voo de subida até 12160 m, repetindo este processo até alcançar o peso de combustível mínimo.This dissertation for the master’s degree in Aeronautical Engineering describes a project in partnership with the company Eurosport Aircraft with the objective of developing a performance study for a modification of the motor glider Crossover into a HALE UAV. The main objective is to verify that if increasing the wingspan of 18 m to 25 m, inserting two Rotax® 915is turbo and having a MTOM of 1800 kg on the Crossover, if it is possible to have 168 h of endurance and reach an altitude of 12160 m (40000 ft). To reach the objectives it is used various analysis programs, such as XFLR5, used to obtain the drag polar of the aerofoils and wings used on the case studies; Qblade and Jblade are used to design and obtain the performance of the propellers tested in this work. This study is carried out over several phases, where in the first phase the dimensioning of the tailings and the performance analysis of the Rotax® 915is turbo engine are done. The next phase involves the design of the propellers, these being optimized using Qblade and, finally, the analyses of the performance of the propellers on Jblade performing it for various blade pitch angle to obtain a variable pitch propeller function. During the third phase, the aircraft's drag polar was studied and analysed with the various configurations of the new panel of the wing proposed by the company. To verify the best configuration to reach the objective, several conceptual performance studies are made where several propellers designs are tested. After a detailed analysis, the most efficient propeller for the flight conditions is chosen and the same study is then carried out to analyse/test the most appropriate wing configuration. Finally, a time-integrated performance study comparing two types of mission profiles is carried out, the first one performing a normal cruise flight at 12160 m and the second one shows a profile with an intermittent engine functioning, performing a glided flight to a certain minimum altitude followed by a climb to 12160 m, repeating this process until reaching the minimum fuel weight.Gamboa, Pedro VieirauBibliorumCorreia, Luís Miguel Camacho2020-01-15T16:48:26Z2018-11-272018-10-42018-11-27T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.6/8326TID:202361667porinfo: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:RCAAP2023-12-15T09:48:16Zoai:ubibliorum.ubi.pt:10400.6/8326Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T00:48:41.087605Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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