NOÇÕES DESEMPENHO DE AERONAVES para ATC

Segurança e Operações de Voo

IATA Brasil

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.

� Aeronaves

� Decolagem

� Velocidades

� Cruzeiro

� Subidas

� Descidas

� Aproximação e Pouso

Roteiro

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.

Aeronaves tem desempenhos diferentes…RANGE MTOW MZFW MLW OEW MAX PLD MAX FUEL AVG CRZ FF MAX ALT LRC VMO/MMO VAPP@MLW

NM KG KG KG KG KG KG KG/HR FT MACH/IAS KTS/MACH Knots/CAT

A318 3200 107 68000 54500 57500 39300 11000 19088 2200 39000 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 128

A319 3700 124 75500 58500 62500 40600 13200 19088 2300 39000 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 132

A320 3000 150 77000 61000 64500 42400 16600 19088 2500 39000 0.78 0.82 250/310/0.78 .78/300/250 135

A321 3000 185 93500 73800 77800 48200 21200 23744 2600 39100 0.78 0.82 250/300/0.78 .78/300/250 141

A332 6750 293 233000 170000 182000 119600 36400 111280 5680 41000 0.82 0.86 250/330/0.82 .78/300/250 CAT C

A333 5650 335 233000 175000 187000 124500 45900 77736 5500 41000 0.82 0.86 250/330/0.82 .80/300/250 138

A342 8000 239 275000 173000 185000 129000 30800 124032 7800 41000 0.82 0.86 250/330/0.80 .80/300/250 CAT D

A343 7400 295 276500 181000 192000 130200 41000 118280 8000 41000 0.80 0.86 250/330/0.80 .80/300/250 CAT D

A345 9000 313 380000 232000 246000 174800 43300 177600 8834 41000 0.83 0.86 250/300/M.0.8 .80/300/250 CAT D

A346 7900 380 380000 251000 265000 166000 55600 163600 9000 41000 0.83 0.86 250/300/M.0.8 .80/300/250 CAT D

A380 8200 555 560000 361000 386000 276800 66400 248000 12000 43000 0.85 0.89 250/320/M.0.85 .85/300/250 CAT D

ATR 42-500 840 48 18600 16700 18300 11250 5450 4500 506 25000 0.45 300 160/210/0.45 250 110

ATR 72-500 920 68 22500 20300 22350 12950 7550 5000 650 25000 0.45 280 170/220/0.45 250 113

B737-300 2255 128 62820 49710 52527 32904 15404 19131 2500 37000 0.74 0.82 250/.78 .78/250/250 135

B737-700 NG 3365 126 70080 55202 58604 37648 17554 20894 2400 41000 0.78 0.82 280/.78 .78/280/250 130

B737-800 NG 3060 162 79016 62732 66361 41413 21319 20894 2780 41000 0.78 0.82 280/.78 .78/280/250 142

B747-400ER 7670 524 412770 251740 295740 164382 112763 183200 11000 45000 0.86 0.89 310/.84 .84/310/250 157

B747-400F 4445 0 412770 277145 302093 164382 112763 192860 11000 45000 0.85 0.89 310/.84 .84/310/250 158

B757-200W 3900 216 115650 85300 95250 59350 25000 34260 4500 42000 0.80 0.82 290/.78 .78/290/250 137

B767-200 4000 216 136078 112491 122470 80286 32205 50753 4800 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 135

B767-200ER 6590 216 179169 117934 136078 82377 35557 73363 4900 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 142

B767-300 5230 261 158758 126099 136078 86069 40230 50753 5000 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 140

B767-300ER 5975 216 186880 133810 145150 90011 43799 73364 4600 43000 0.80 0.82 290/.79 .79/290/250 145

B777-200LR 9450 301 347814 209106 223167 145149 63956 145541 6800 43100 0.84 0.86 310/.84 .84/310/250 140

B777-300ER 7930 365 351533 237682 251290 167829 69853 145541 7000 43100 0.84 0.86 310/.84 .84/310/250 149

E170/175 LR 2100 78 37200 30140 32800 21040 9100 9335 1695 41000 0.78 0.82 250/270/0.74 0.78/300/250 130

E190 LR 2400 118 50300 40800 43000 27720 13080 12971 2098 41000 0.78 0.82 250/270/0.74 0.78/300/250 140

F100 1307 100 44450 36740 39915 25500 11240 10293 1900 35000 0.70 413 250/280/0.70 0.70/280/250 130

ACFT TYPEClimb Rule Descent Rule

MAX

PAX

Aeronaves tem desempenhos diferentes…

MTOW limitado por subida com 1 motor inoperante

Gross Grad = 2.4%

(2 Eng A/C)

(3% for 4 Eng A/C)

Gross Grad = 1.2% 2 Eng A/C

Gross Grad = 1.7% 4 Eng A/C

� O desempenho com 1 mon\tor 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.

MTOW limitado por subida com 1 motor inoperante

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!

Cruzeiro – Medindo desempenho

SR = DISTANCE (NM) / FUEL BURN (KG)

= TAS (Kt) / Fuel Flow (kg/h)

LONG RANGE

CRUISE

MAXIMUM RANGE

CRUISE

Cruzeiro – Operação Econômica

Cruzeiro – Cost Index

Atmosfera Padrão

Efeito da Altitude x velocidades

IAS (Indicada)

CAS (Calibrada)

IAS=CAS+corr

TAS=CAS/ √σ

TAS

(Verdadeira/Aerodinamica)

σ = ρ/ρ0

Mach=TAS/ a

� O aumento do numero Mach com a altitude não permite que se voe IAS em todas as altitudes.

MMO

a = a0*√θ

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 MTOWespere a a altitude de cruzeiro incial entre

os FL 290 e 310.

Subida

Gradiente de Subida

Subida - Velocidades

� A velocidade Máximo L/D = MaximoÂngulo/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)

Subida Inicial (todos os motores operantes)

Liftoff (35’)

Flaps Retraction Altitude

( CLB thrust)

Flaps Retraction on speed schedule.

(Acceleration towards Vx)

Flaps Retracted

h

End of

TORA

V2+ (10 to 25) = 130 to 190KIAS

TO Thrust

Flaps Up Manever Speed (Vx) / Green Dot

100-600 ft/min

MSA

tan (γγγγ ) = Gradiente de Subida = h/d

Climb Speed

(Max 250KIAS)

VFTO

(Acceleration towards CLBSPD)

d

γγγγ

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 !

� 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%.

210 220 230 240 250

2.0% 122 425 446 466 486 506

3.3% 201 702 735 769 802 836

4.0% 243 851 891 932 972 1013

5.0% 304 1064 1115 1165 1216 1267

6.0% 365 1277 1338 1399 1460 1520

7.0% 426 1491 1562 1633 1704 1775

8.0% 487 1705 1786 1867 1948 2029

9.0% 548 1919 2010 2101 2193 2284

10.0% 609 2133 2235 2336 2438 2540

11.0% 671 2348 2460 2572 2684 2795

12.0% 732 2564 2686 2808 2930 3052

13.0% 794 2780 2912 3044 3177 3309

14.0% 856 2996 3139 3281 3424 3567

15.0% 918 3213 3366 3519 3672 3825

Cenário provável (aeronaves a jato com a tecnologia atual)gradiente

(% / ft per NM)

Zona 4 - Aeronaves não

limitadas.

Zona 1 - Desempenho com 1

motor inoperante

Voos internacionais de longo

curso (mais de 5h de duração).

Voos com razoável ocupação

e/ou estapas curtas/medias. Bi-

reatores narrow body.

Emergencia

Voos de baixa ocupação,

translado ou ferry

GROUND SPEED (kt)

Razao de Subida Requerida

Zona 2 - Aeronaves limitadas

por MTOW

Zona 3 - Aeronaves limitadas

por desempenho, MLW ou

MZFW (abaixo do MTOW)

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)

Subida para o FL de Cruzeiro

250 KIAS ou menor

ECON CLIMB

IAS

ECON

CLIMB MACH

FL CRZ

Transition CASx MACH

(Crossover Alt)

10000ft

Climbout

Accel – 500 to 1000 ft/min

10000ft

“CLIMB” Thrust

(Boeing/E-Jets Autotthrotle or Airbus / Autothrust)

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 ou 333FT/NM (Abaixo do MLW)

3.5 NM/1000ft ou 286FT/NM (Próximo MLW)

4.0 NM/1000ft ou 250FT/NM (entre MLW e MTOW)5.0 NM/1000ft ou 200FT/NM (próximo ao MTOW)

Continuous Climb Operations (CCO)

“Rule of the Thumb”

3.0 NM/1000ft ou 333FT/NM (Abaixo do MLW)

3.5 NM/1000ft ou 286FT/NM (Próximo MLW)

4.0 NM/1000ft ou 250FT/NM (entre MLW e MTOW)5.0 NM/1000ft ou 200FT/NM (próximo ao MTOW)

Descida

∼

Descida - Velocidades

� A velocidade Máximo L/D = MelhorÂngulo/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 relaçãoVelocidade *arrasto� Menor consumo horário.� Em alguns modelos usada como Holding

Speed. � Porem, zona de instabilidade aerodinamica.

Descida - Velocidades

250 KIAS ou menor

ECON DECENT

IAS

ECON

DESCENT MACH

FL CRZ

Transition CASx MACH

(Crossover Alt)

10000ft

Aproximação

Decel – 500 to 1000 ft/min

“IDLE” Thrust

(Boeing/E-Jets Autotthrotle or Airbus / Autothrust)

Atenção!

Boeing & Airbus = Angulo variável de Descida (aprox. IDLE)E-Jets = Angulos fixos de descida (tração mais variável)

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...

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)

José Alexandre.T.G. Fregnani

Diretor Assistente – Segurança de Voo, Operações e

Infraestrutura.

IATA Brasil

fregnanij@iata.org

Tel: +55 11 2187 4236

“Representar, liderar e servir a indústria.”

Obrigado!