Desempenho de aeronaves & atc

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Desempenho de aeronaves & atc

  1. 1. NOÇÕES DESEMPENHO DE AERONAVES para ATC Segurança e Operações de Voo IATA Brasil
  2. 2. Sobre a IATA A IATA – International Air Transport Association é a associação da indústria do comércio global. Fundada em 1945 possui 240 membros e compreende 84% do tráfego regular internacional. Nossa missão é representar, liderar e servir a indústria. A IATA entrega Padrões e Soluções para garantir um transporte aéreo seguro e bem-sucedido.
  3. 3. Roteiro Aeronaves Decolagem Velocidades Cruzeiro Subidas Descidas Aproximação e Pouso
  4. 4. Referências de Cabeceira! “Getting to Grips with Aircraft Performance”. Flight Operations Support and Line Assistance, Airbus. Toulouse, France. “Jet Transport Performance Methods”. Walt Blake & Boeing Flight Operations Engineering. Seattle, US.
  5. 5. Aeronaves tem desempenhos diferentes… ACFT TYPE A318 A319 A320 A321 A332 A333 A342 A343 A345 A346 A380 ATR 42-500 ATR 72-500 B737-300 B737-700 NG B737-800 NG B747-400ER B747-400F B757-200W B767-200 B767-200ER B767-300 B767-300ER B777-200LR B777-300ER E170/175 LR E190 LR F100 RANGE NM 3200 3700 3000 3000 6750 5650 8000 7400 9000 7900 8200 840 920 2255 3365 3060 7670 4445 3900 4000 6590 5230 5975 9450 7930 2100 2400 1307 MAX PAX 107 124 150 185 293 335 239 295 313 380 555 48 68 128 126 162 524 0 216 216 216 261 216 301 365 78 118 100 MTOW KG 68000 75500 77000 93500 233000 233000 275000 276500 380000 380000 560000 18600 22500 62820 70080 79016 412770 412770 115650 136078 179169 158758 186880 347814 351533 37200 50300 44450 MZFW KG 54500 58500 61000 73800 170000 175000 173000 181000 232000 251000 361000 16700 20300 49710 55202 62732 251740 277145 85300 112491 117934 126099 133810 209106 237682 30140 40800 36740 MLW KG 57500 62500 64500 77800 182000 187000 185000 192000 246000 265000 386000 18300 22350 52527 58604 66361 295740 302093 95250 122470 136078 136078 145150 223167 251290 32800 43000 39915 OEW MAX PLD MAX FUEL AVG CRZ FF MAX ALT LRC VMO/MMO VAPP@MLW Climb Rule Descent Rule KG KG KG KG/HR FT MACH/IAS KTS/MACH Knots/CAT 39300 11000 19088 2200 39000 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 128 40600 13200 19088 2300 39000 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 132 42400 16600 19088 2500 39000 0.78 0.82 250/310/0.78 .78/300/250 135 48200 21200 23744 2600 39100 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 141 119600 36400 111280 5680 41000 0.82 0.86 250/330/0.82 .78/300/250 CAT C 124500 45900 77736 5500 41000 0.82 0.86 250/330/0.82 .80/300/250 138 129000 30800 124032 7800 41000 0.82 0.86 250/330/0.80 .80/300/250 CAT D 130200 41000 118280 8000 41000 0.80 0.86 250/330/0.80 .80/300/250 CAT D 174800 43300 177600 8834 41000 0.83 0.86 250/300/M.0.8 .80/300/250 CAT D 166000 55600 163600 9000 41000 0.83 0.86 250/300/M.0.8 .80/300/250 CAT D 250/320/M.0.85 .85/300/250 CAT D 276800 66400 248000 12000 43000 0.85 0.89 11250 5450 4500 506 25000 0.45 300 160/210/0.45 250 110 12950 7550 5000 650 25000 0.45 280 170/220/0.45 250 113 32904 15404 19131 2500 37000 0.74 0.82 250/.78 .78/250/250 135 37648 17554 20894 2400 41000 0.78 0.82 280/.78 .78/280/250 130 41413 21319 20894 2780 41000 0.78 0.82 280/.78 .78/280/250 142 164382 112763 183200 11000 45000 0.86 0.89 310/.84 .84/310/250 157 164382 112763 192860 11000 45000 0.85 0.89 310/.84 .84/310/250 158 59350 25000 34260 4500 42000 0.80 0.82 290/.78 .78/290/250 137 80286 32205 50753 4800 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 135 82377 35557 73363 4900 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 142 86069 40230 50753 5000 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 140 90011 43799 73364 4600 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 145 145149 63956 145541 6800 43100 0.84 0.86 310/.84 .84/310/250 140 167829 69853 145541 7000 43100 0.84 0.86 310/.84 .84/310/250 149 21040 9100 9335 1695 41000 0.78 0.82 250/270/0.74 0.78/300/250 130 27720 13080 12971 2098 41000 0.78 0.82 250/270/0.74 0.78/300/250 140 25500 11240 10293 1900 35000 0.70 413 250/280/0.70 0.70/280/250 130
  6. 6. Aeronaves tem desempenhos diferentes…
  7. 7. MTOW limitado por subida com 1 motor inoperante Gross Grad = 1.2% 2 Eng A/C Gross Grad = 2.4% (2 Eng A/C) (3% for 4 Eng A/C) Gross Grad = 1.7% 4 Eng A/C
  8. 8. MTOW limitado por subida com 1 motor inoperante O desempenho com 1 montor falhado não cumpre em muitas vezes com os gradientes publicados na carta de subida. Bi-motores (B757,B767,B777,A320,A330) apresentam maior perda de gradiente médio em condição monomotor. Dependendo da aeronave, os gradientes médios esperados OEI permanecem na faixa de 3% a 4% para a maioria das aeronaves comerciais. O ATC deve portanto esperar que a aeronave cumpra outra trajetória em condição de emergência (Contingência) que não a SID em questão.
  9. 9. Decolagem – Contingência (1 motor inop) Cabe às empresas aéreas determinarem as contingências para cada pista, de acordo com o tipo de aeronave. Coordenação com ATC local é extremamente importante!
  10. 10. Cruzeiro – Medindo desempenho SR = DISTANCE (NM) / FUEL BURN (KG) = TAS (Kt) / Fuel Flow (kg/h) MAXIMUM RANGE CRUISE LONG RANGE CRUISE
  11. 11. Cruzeiro – Operação Econômica
  12. 12. Cruzeiro – Cost Index
  13. 13. Atmosfera Padrão
  14. 14. Efeito da Altitude x velocidades O aumento do numero Mach com a altitude não permite que se voe IAS em todas as altitudes. CAS (Calibrada) TAS (Verdadeira/Aerodinamica) TAS=CAS/ √σ IAS=CAS+corr IAS (Indicada) σ = ρ/ρ0 MMO Mach=TAS/ a a = a0*√θ
  15. 15. Altitudes Máxima e Ótima A máxima altitude que uma aeronave pode voar é limitada a três fatores. Máxima tração dos motores. Stall de Alta e Baixa velocidade (Buffet limit) Evelope operacional (Teto Máximo Certificado). Máximas altitudes publicadas podem também ser limitadas por Razão de Subida Residual 300 ft/min (todos os motores) 100 ft/min (1 motor inop) A altitude Ótima refere-se à altitude de melhor alcance específico e é aquela geralmente planeja no Plano de Voo computadorizado. “Rule of the Thumb!” Para aeronaves decolando no MTOW espere a a altitude de cruzeiro incial entre os FL 290 e 310.
  16. 16. Subida Gradiente de Subida
  17. 17. Subida - Velocidades A velocidade Máximo L/D = Maximo Ângulo/Gradiente de Subida (Vx) onde: Percorre-se menor distância horizontal. Usada para Livramento de Obstáculos. SOP: até o livramento da MSA. Flaps Up Menuvering Speed (Boeing). Green Dot (Airbus ou Embraer). Faixa de 180 a 230 KIAS (Média 210kt) A velocidade Máxima R/C = Maior Razão de Subida (Vy) onde: Tempo de subida é mínimo. Usada para consumo de Combustivel. Vy = Vx + 20 a 40 KIAS Faixa de 200 a 270 KIAS (Média 235KIAS)
  18. 18. Subida Inicial (todos os motores operantes) Climb Speed (Max 250KIAS) (Acceleration towards CLBSPD) Flaps Retracted MSA Flaps Retraction on speed schedule. VFTO (Acceleration towards Vx) Flaps Retraction Altitude Flaps Up Manever Speed (Vx) / Green Dot ( CLB thrust) 100-600 ft/min V2+ (10 to 25) = 130 to 190KIAS TO Thrust Liftoff (35’) End of TORA γ tan (γ ) = Gradiente de Subida = h/d γ d h
  19. 19. A aeronave cumpre o Gradiente Minimo da SID ? Resposta não é trivial pois devem-se considerar diversos parâmetros com impacto no desempenho das aeronaves. O gradiente médio requer a integração de diversos segmentos de subida, em diversas configurações. Difícil disponibilização direta aos pilotos. Trabalho dos Deptos de Engenharia de Operações ! Razao de Subida Requerida gradiente (% / ft per NM) 2.0% 122 3.3% 201 4.0% 243 5.0% 304 6.0% 365 7.0% 426 8.0% 487 9.0% 548 10.0% 609 11.0% 671 12.0% 732 13.0% 794 14.0% 856 15.0% 918 210 425 702 851 1064 1277 1491 1705 1919 2133 2348 2564 2780 2996 3213 GROUND SPEED (kt) 220 230 240 446 466 486 735 769 802 891 932 972 1115 1165 1216 1338 1399 1460 1562 1633 1704 1786 1867 1948 2010 2101 2193 2235 2336 2438 2460 2572 2684 2686 2808 2930 2912 3044 3177 3139 3281 3424 3366 3519 3672 Cenário provável (aeronaves a jato com a tecnologia atual) 250 506 836 1013 1267 1520 1775 2029 2284 2540 2795 3052 3309 3567 3825 Zona 1 - Desempenho com 1 motor inoperante Emergencia Zona 2 - Aeronaves limitadas Voos internacionais de longo por MTOW curso (mais de 5h de duração). Zona 3 - Aeronaves limitadas Voos com razoável ocupação por desempenho, MLW ou e/ou estapas curtas/medias. BiMZFW (abaixo do MTOW) reatores narrow body. Zona 4 - Aeronaves não limitadas. Voos de baixa ocupação, translado ou ferry O A340-300 é a aeronave das geração atual com desempenho de subida mais modesto. No MTOW mantém gradientes entre 5-6%. As aeronaves bi-motoras geralmente apresentam gradiente de subida superior a 8%.
  20. 20. Gradiente Mínimo da SID - Exemplo 777-300ER Sao Paulo/ SBGR Rwy 27L Gradiente Requerido: 7.5% to FL130 (Trans BGC) OAT=22oC FLAPS 20 QNH=1013 HPa. MTOW=320.7 ton (TOGA, A/I OFF, AC OFF, ALT CG)
  21. 21. Subida para o FL de Cruzeiro FL CRZ ECON CLIMB MACH Transition CASx MACH (Crossover Alt) ECON CLIMB IAS 10000ft 10000ft Climbout Accel – 500 to 1000 ft/min 250 KIAS ou menor “CLIMB” Thrust (Boeing/E-Jets Autotthrotle or Airbus / Autothrust)
  22. 22. Subida para o FL de Cruzeiro O Cálculo de distancia de subida depende de vários fatores: Peso, Condições Atmosféricas, regime de velocidades empregadas, configuração da aeronave altitude de cruzeiro Regra Geral para cálculo de distâncias de subida de aeronaves a jato: “Rule of the Thumb!” 3.0 NM/1000ft 3.5 NM/1000ft 4.0 NM/1000ft 5.0 NM/1000ft ou 333FT/NM (Abaixo do MLW) ou 286FT/NM (Próximo MLW) ou 250FT/NM (entre MLW e MTOW) ou 200FT/NM (próximo ao MTOW)
  23. 23. Continuous Climb Operations (CCO) “Rule of the Thumb” 3.0 NM/1000ft 3.5 NM/1000ft 4.0 NM/1000ft 5.0 NM/1000ft ou 333FT/NM (Abaixo do MLW) ou 286FT/NM (Próximo MLW) ou 250FT/NM (entre MLW e MTOW) ou 200FT/NM (próximo ao MTOW)
  24. 24. Descida ∼
  25. 25. Descida - Velocidades A velocidade Máximo L/D = Melhor Ângulo/Gradiente de Planeio onde: Percorre-se maior distância horizontal para cada unidade de altitude descida. Usada para Livramento de Obstáculos (driftdown) SOP: até o livramento da MSA. Flaps Up Menuvering Speed (Boeing). Green Dot (Airbus ou Embraer). Faixa de 170 a 220 KIAS (Média 210kt) Melhor alcance específico na descida. A velocidade Minima R/D = Melhor relação Velocidade *arrasto Menor consumo horário. Em alguns modelos usada como Holding Speed. Porem, zona de instabilidade aerodinamica.
  26. 26. Descida - Velocidades FL CRZ ECON DESCENT MACH Transition CASx MACH (Crossover Alt) ECON DECENT IAS 10000ft Decel – 500 to 1000 ft/min 250 KIAS ou menor “IDLE” Thrust (Boeing/E-Jets Autotthrotle or Airbus / Autothrust) Aproximação Atenção! Boeing & Airbus = Angulo variável de Descida (aprox. IDLE) E-Jets = Angulos fixos de descida (tração mais variável)
  27. 27. Descida - Velocidades O Cálculo de distancia de descida depende de: Condições Atmosféricas, regime de velocidades empregadas, configuração da aeronave e altitude de cruzeiro. Pouco sensível ao peso! “Rule of the Thumb for Idle Thrust D = 3.0 NM/1000ft + X ou 333FT/NM + X D = 2.5 NM/1000ft + X ou 400FT/NM + X (Alto Desempenho) Onde X = Fator de aeronave X=0 (A318,319,320,321) X=10 (E-Jets) X=15 (Boeings e A330) X=25 (Airbus 340) Aeronaves de Alto Desempenho = 757&767 Winglets, A320 Sharklets, E-JetsE2, NEO, MAX, 787, etc...
  28. 28. Continuous Descent Operations (CDA) “Rule of the Thumb for Idle Thrust D = 3.0 NM/1000ft + X ou 333FT/NM + X D = 2.5 NM/1000ft + X ou 400FT/NM + X (Alto Desempenho) Onde X = Fator de aeronave X=0 (A318,319,320,321) X=10 (E-Jets) X=15 (Boeings e A330) X=25 (Airbus 340)
  29. 29. Obrigado! “Representar, liderar e servir a indústria.” José Alexandre.T.G. Fregnani Diretor Assistente – Segurança de Voo, Operações e Infraestrutura. IATA Brasil fregnanij@iata.org Tel: +55 11 2187 4236

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