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ASFEP
A E R O N A U T I C A L S O L U T I O N S F O R E N G I N E E R I N G P R O J E C T S
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ASFEP
F-EX HERON
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ASFEP
DISEÑO Y
SISTEMAS
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ASFEP
EVOLUCIÓN
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ASFEP
DISEÑO FINAL
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ASFEP
VISTAS F-EX HERON
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ASFEP
INTERIOR DEL FUSELAJE
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ASFEP
CABINA
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ASFEP
SISTEMA DE DESCARGA
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ASFEPSISTEMA ELÉCTRICO
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ASFEPSISTEMA DE COMBUSTIBLE Y OXÍGENO
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ASFEP
TANQUES DE COMBUSTIBLE
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ASFEPSISTEMA HIDRÁULICO
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ASFEP
TREN DE ATERRIZAJE
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ASFEP
ESTRUCTURAS
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ASFEP
ESTRUCTURAS
47627,2 49798,7
36919,233542,9
20780 21313,4
13092 10775,7
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Preliminar 2ª Rev. 3ª Rev. Definitivo
EVOLUCIÓN DE LOS PESOS
MTOW (kg) We (kg)
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ASFEP
ESTRUCTURAS
0,6
60,9
6,3
7,7
24,532,2
% MTOW (MPL)
Wcrew Wpayload Wfuel Wsystems Westructural
Wcrew 206 kgWpayload 20441.2 kgWfuel 2120 kgWsystems 2569 kgWestructural 8206.66 kg
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ASFEP
ESTRUCTURAS
46,7
2,314,6
14,8
21,6
% PESO ESTRUCTURAL
Ala (Superficie sustentadora) VTPFuselaje (virtual) Tren de aterrizajeMotores
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ASFEP
ESTRUCTURAS
Materiales empleados : Aeronave de referencia
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ASFEP
ESTRUCTURAS
COMPOSITES
METALES
0102030405060708090
10095
5
65
0
5
95
35
100
% Materiales empleados
COMPOSITES METALES
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ASFEPESTRUCTURAS
5,65,655,7
5,755,8
5,855,9
5,956
CDG
MPL FERRY
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ASFEPESTRUCTURAS
CURVA VN
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ASFEP
ESFUERZOS EN EL ALA
ESTRUCTURAS
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ASFEPESTRUCTURAS
ESFUERZOS EN EL TREN DE ATERRIZAJE
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ASFEPESTRUCTURAS
ESFUERZOS EN EL TREN DE ATERRIZAJE
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ASFEPESTRUCTURAS
TREN DE ATERRIZAJE
- Tipo triciclo:- 𝑯𝑯𝒄𝒄 = 𝟎𝟎,𝟑𝟑𝟑𝟑- 𝑯𝑯𝟑𝟑𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎 = 𝟑𝟑𝟑𝟑
- α𝒄𝒄 = 𝟐𝟐𝟎𝟎,𝟔𝟔𝟔 ≥ α𝑻𝑻𝑻𝑻- 𝝫𝝫𝒐𝒐𝒕𝒕 = 𝟕𝟕𝟕𝟕,𝟗𝟗𝟔 ≥ 𝝫𝝫𝒐𝒐𝒕𝒕𝟑𝟑𝒎𝒎𝒎𝒎= 𝟏𝟏𝟗𝟗,𝟖𝟖𝟔
- 𝑩𝑩 = 𝟕𝟕,𝟕𝟕𝟕𝟕𝟑𝟑- 𝑻𝑻 = 𝟏𝟏𝟔𝟔𝟑𝟑
Ruedas del tren de morro:𝜙𝜙 = 𝟎𝟎,𝟕𝟕𝟑𝟑𝒘𝒘 = 𝟎𝟎,𝟐𝟐𝟑𝟑
Ruedas del tren principal:𝜙𝜙 = 𝟏𝟏𝟑𝟑𝒘𝒘 = 𝟎𝟎,𝟑𝟑𝟑𝟑
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ASFEP
AERODINÁMICA
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ASFEP
PERFIL MH-80• Perfil MH-80 y perfil MH-80 adaptado
para fuselaje.
t/c PosiciónMH-80 12,72 % 23,23 %
MH-80 Fuselaje 28,17 % 23,23 %
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ASFEP
PERFIL MH-80
• Máxima sustentación.• Auto-estable (Cm >0).
Clmax 1,78
αmax 15º
Cl0 0,113Cm0 0,015Cd0 0,005k1 0,0025k2 0,002
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ASFEP
F-EX HERON
• Muy baja resistencia aerodinámica.
• Superficie sustentadora grande –Sustentación alta (S= 𝟐𝟐𝟏𝟏𝟔𝟔.𝟐𝟐𝟑𝟑𝟐𝟐 ).
![Page 31: Presentación de PowerPoint - Universidad de Sevillaaero.us.es/adesign/Trabajos/Curso_2015_16/GIA/Grupo_07...ASFEP ESTRUCTURAS 47627,2 49798,7 36919,2 33542,9 20780 21313,4 13092 10775,7](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022051918/600aaa4898759830c3086376/html5/thumbnails/31.jpg)
ASFEP
F-EX HERON
CLmax 1,1415αmax 17ºCL0 0,0529CM0 0,00528CD0 0,00705K1 0,053K2 -0,0036Xca 6,95 me 0,91
• Configuración limpia
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ASFEP
F-EX HERON: HLD
• Handley Page Automatic Slot (HPS).
• Fowler Flap (FF) 40 % de la cuerda. S = 48,26 m2.Puede deflectarse hasta 40º.
CLmax αmax
Despegue(FF) 1,63 17
Aterrizaje(FF + HP) 2,27 19,4
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ASFEP
POLAR
• Polar en distintas configuraciones.
CD0 k1 k2
Crucero 0,00705 0,0530 -0,0036
Despegue 0,0428 0,0548 -0,0056
Aterrizaje 0,0757 0,0547 -0,0055
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ASFEP
POLAR
93%
4%3%
CRUCERO
AlaMotorMisceláneos
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ASFEP
POLAR
15% 1%
47%
37%
DESPEGUE
Ala
Motor ymisceláneosTren de aterrizaje
DispositivosHipersustentadores
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ASFEP
POLAR
9%1%
26%
64%
ATERRIZAJE
Ala
Motor ymisceláneosTren de aterrizaje
DispositivosHipersustentadores
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ASFEP
EFICIENCIA• Reducción de la resistencia:
- Shark Skin: resistencia por fricción.- Winglet: resistencia inducida.- Blended Wing body: Fuselaje y motores.
ETOF 10,96EC 26,29ECR 28,52ED 28,32ELN 5,98
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ASFEP
MEJORAS FUTURAS
• Generadores de vórtices.
• Succión capa límite mediante micro-ranuras.
• Estudios precisos de las HLD.
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ASFEP
ESTABILIDAD
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ASFEP
SUPERFICIES
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ASFEP
SUPERFICIES
Horizontal
Área=48 𝑚𝑚2
b=13,4m
ca/c=0,3
Vertical
Área=20 𝑚𝑚2
b=3,6 m
cr/c=0,3
Alerones
𝑦𝑦0 = 0 𝑚𝑚
𝑦𝑦1 = 10,8 𝑚𝑚
ca/c=0,3
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ASFEPTRIMADO MPL
MPL
Crucero 1
𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3,23𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 2,22
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −7,34
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −7,37
Descarga
𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 5,58𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −2
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 5
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −12,7
Crucero 2
𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −2,97𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −3,05
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 7,22
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 7,05
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ASFEP
Ferry
Crucero 1
𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 5,22𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −4,5
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −9
Crucero 2
𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3,27𝛼𝛼𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3,18
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −6,15
𝛿𝛿𝑒𝑒𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = −6,34
TRIMADO FERRY
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ASFEP
RESBALAMIENTO Y FALLO DE MOTOR
Vuelo con fallo de motor en ferry
β = 0°
𝜙𝜙 = -3,78°
𝛿𝛿𝑚𝑚 = 0°
𝛿𝛿𝑚𝑚 = 17,81°
h = 35000ft
β = 20°
𝜙𝜙 = 0,79°
𝛿𝛿𝑚𝑚 = 5,63°
𝛿𝛿𝑚𝑚 = 19,36°
Vuelo con resbalamiento en MPL
h = 300ft
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ASFEP
DERIVADAS DE ESTABILIDAD
𝑪𝑪𝑳𝑳 𝑪𝑪𝑫𝑫 𝑪𝑪𝑴𝑴
𝛼𝛼 3,7 0,242 -0,5548
𝑢𝑢 0,0302 0,0017 0
𝑞𝑞 3,3946 0 -1,8519
𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 2,3040 0 -2,0249
𝑪𝑪𝑳𝑳 𝑪𝑪𝑫𝑫 𝑪𝑪𝑴𝑴
δe 0,6908 0,0381 -0,6011
δc 0 0 0
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ASFEP
𝑪𝑪𝒚𝒚 𝑪𝑪𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒎𝒎
𝛽𝛽 -0,0813 -0,0655 0,0363
𝑝𝑝 0,0522 -0,2819 -0,0269
𝑟𝑟 0,0701 0,0631 -0,0371
𝛽𝛽𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 -0,0085 2,4745e-04 0,0035
𝑪𝑪𝒚𝒚 𝑪𝑪𝒍𝒍 𝑪𝑪𝒎𝒎
𝛿𝛿𝑟𝑟 0,0791 -0,0023 -0,0329
𝛿𝛿𝑚𝑚 0 0,1701 -0,0260
DERIVADAS DE ESTABILIDAD
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ASFEP
ESTABILIDAD LONGITUDINAL
Modo fugoideFrecuencia
natural (rad/s)0,13661
Damping 0,37168 𝜁𝜁𝑝𝑝𝑝 > 0
Periodo (s) 49,5426
Tiempo mitad 13,6483
Modo corto periodoFrecuencia
natural (rad/s) 2,7331
Damping 0,57963 0,2 ≤ 𝜁𝜁𝑠𝑠𝑝𝑝 ≤ 2
Periodo (s) 2,8212
Tiempo mitad 0,43745
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ASFEP
ESTABILIDAD LATERAL DIRECCIONAL
Modo espiralTiempo
mitad (s) 9358,7896 >20s
Balanceo HolandésFrecuencia
natural (rad/s) 1,192 >0,4
Damping 0,088911 >0,02
Periodo (s) 5,2921
Tiempo mitad 6,5389
Convergencia en balance Tiempo
mitad (s) 0,17582 <1s
SE CUMPLEN LOS REQUISITOS PARA AEROVAES TIPO BII
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ASFEP
PLANTA MOTORA
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ASFEP
1. VELOCIDAD MÁXIMA: > 300 kt
2. DESPEGUE: > 3300 CV
3. MÍNIMO PESO
4. BAJO CONSUMO
REQUISITOS
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ASFEP
MOTORESPOTENCIA
DISPONIBLE [shp]
MASA [kg] SFC [lb/shp/h]
YT55-L-9 2051 478,39 0,602
T64-GE-6 2250 392,24 0,48
PW118 2118 390,54 0,498
COMPARATIVA
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ASFEP
3 x Pratt & Whittney PW118
SELECCIÓN
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ASFEP
• Nº de palas: 6
• Diámetro: 2,5 m
HÉLICE
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ASFEP
POSICIÓN FINAL
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ASFEP
CUMPLIMIENTO
VELOCIDAD MÁXIMA: 306,318 kt
DESPEGUE: 4200 CV (6300 CV total)
MÍNIMO PESO: 1170 kg
BAJO CONSUMO: <0,5
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ASFEP
0
5000
10000
15000
20000
25000
Revisión 1 Revisión 2 Revisión 3 Final
P [shp]
EVOLUCIÓN DE LA POTENCIA
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ASFEP
Hélice plegable• Uso actual en barcos de vela y en planeadores
• Reducción de la resistencia en caso de fallo de motor
FUTURAS MEJORAS
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ASFEP
ACTUACIONES
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ASFEP
• Alcance: 400 nm
• Descarga: < 150 kt
• Despegue y aterrizaje: < 5000 ft
• Velocidad máxima: > 300 kt
• Compromiso $/tiempo
REQUISITOS MPL
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ASFEP
• Alcance: 2500 + 100 nm
• Vuelo de espera
• Despegue y aterrizaje: < 5000 ft
• Compromiso $/tiempo
REQUISITOS FERRY
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ASFEP
DESCRIPCIÓN MPL
Viaje de ida
• Crucero a 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 a 15000 ft
• Ascenso a 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑆𝑆𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
• Descenso variando 𝑉𝑉 y a 𝛾𝛾𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
Viraje a 𝑉𝑉𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑅𝑅𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
Viaje de retorno
• Crucero a 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 a 15000 ft
• Ascenso a 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑆𝑆𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
• Descenso variando 𝑉𝑉 y a 𝛾𝛾𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
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ASFEP
Segmentos Tiempo empleado
Distancia recorrida
Fuel consumido
Taxi + Despegue 9 min + 23,4 s 675,41 m 16,07 + 8,41 kgViaje de ida 1 h 10 min 6,4 s 365,86 km 471,16 kg
Descarga 2 min 30 s 0 22,47 kgViaje de vuelta 1 h 51 min 27s 370,72 km 261,33 kgAterrizaje + taxi 49,78 s + 5 min 700 m 0,81 + 8,93 kg
TOTAL 2 h 56 min 40 s 738.31 km 789,26 kg
RESULTADOS MPL
CAPM = 2,597 cent $
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ASFEP
DESCRIPCIÓN FERRY
Viaje de ferry
• Crucero a 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 a 35000 ft
• Ascenso a 𝑀𝑀𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
• Descenso variando 𝑉𝑉 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
Viaje de desvío
• Crucero a 𝐶𝐶𝐿𝐿𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 a 20000 ft
• Ascenso a 𝑀𝑀𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
• Descenso variando 𝑉𝑉 y a 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
• Viraje a 𝑉𝑉𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒 y a 𝑅𝑅𝑐𝑐𝑐𝑐𝑒𝑒
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ASFEP
RESULTADOS FERRY
Segmentos Tiempo empleado Distancia recorrida
Fuel consumido
Taxi + Despegue 9 min + 24,80 s 724,72 m 13,76 + 7,55 kgViaje de ida 14 h 17 min 38 s 4662,89 km 3029,34 kg
Aterrizaje + taxi 47,77 s + 300 s 702,81 m 0,86 + 8,85 kg
TOTAL 14 h 32 min 42 s 4663,92 km 3058,03 kgReservas 1 h 10 min 47,5 s 186 km 274,64 kg
TOTAL 15 h 29 min 42 s 4849,92 km 3332,68 kg
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ASFEP
EVOLUCIÓN DEL GASTO
Estudiospreliminares 1ª Iteración 2º Iteración Resultado finales
Ferry 11450 10325 4408 3437MPL 6201 2142 1626 789
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
Ferry MPL
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ASFEP
ALCANCE MÁXIMO MPL
• Ra = 463.9 km (250.5 nm)
• Rb = 1323.9 km (714.8 nm)
• Rc = 3428 km (1851 nm)
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ASFEP
ALCANCE MÁXIMO FERRY
Rmáx = 6898.4 km (3524.9 nm)
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ASFEP
VELOCIDAD MÁXIMA
𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 157,57 ⁄𝑚𝑚 𝑠𝑠
𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 152,00 ⁄𝑚𝑚 𝑠𝑠
𝑉𝑉𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑓𝑓𝑐𝑐𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 = 145,85 𝑚𝑚/𝑠𝑠
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ASFEP
VELOCIDAD DE ENTRADA EN PÉRDIDA
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
x 104
25
30
35
40
45
50
55
60
65
h (ft)
Vst
all (
m/s
)
Despegue
Con WMPLCon Wferry
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
x 104
10
20
30
40
50
60
70
80
h (ft)
Vst
all (
m/s
)
Aterrizaje
Con WeCon WMPLCon Wferry
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 104
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
h (ft)
Vst
all (
m/s
)
Crucero
Con WeCon WMPLCon Wferry
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ASFEP
Alcance: > 400 nm
Descarga: Vs = 87 kt
Despegue: 675,41 m
Aterrizaje: 700 m
Velocidad máxima: 306 kt
CUMPLIMIENTO MPL
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ASFEP
Alcance: > 3500 nm
Despegue: 724,72 m
Aterrizaje: 691 m
CUMPLIMIENTO FERRY
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ASFEP
F-EX HERON
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ASFEP
A E R O N A U T I C A L S O L U T I O N S F O R E N G I N E E R I N G P R O J E C T S