Implementation of Flight Mechanical Evaluation Criteria in an Aircraft Conceptual Design Tool with Focus on Lateral Motion

Abstract

[ES] Esta tesis aborda el modelado de las principales características aerodinámicas de una aeronave convencional en régimen de vuelo subsónico para ser implementadas dentro del modelo de datos del programa APD de Pacelab. El objetivo principal es utilizar el conjunto de métodos semiempíricos disponibles en la literatura existente para estimar el comportamiento de cualquier aeronave convencional durante su fase de diseño conceptual. Debido a la naturaleza de esta fase de diseño, los métodos empleados deben ser tales que permitan cálculos de potencia computacional rápidos y bajos para realizar múltiples iteraciones en un marco de tiempo reducido. El proveedor de la tesis, Saab AB, exige que estos métodos se digitalicen dentro del programa Pacelab APD, que es utilizado por la empresa para el modelado conceptual de nuevos aviones. Así, la definición geométrica y aerodinámica del modelo de aeronave proporcionada por Pacelab APD se utilizará como parámetros de entrada para los nuevos métodos y criterios implementados relacionados con la mecánica de vuelo. Esta tesis analiza, estudia y presenta los fundamentos básicos y conceptos avanzados de la mecánica de vuelo disponibles en la literatura, la metodología adoptada para su digitalización en Pacelab APD, los resultados obtenidos del uso de dichos métodos y una discusión final sobre su precisión y confiabilidad. , comparándolos con otros métodos y programas de software conocidos para calcular, entre otras cosas, derivadas aerodinámicas. Los resultados de este proyecto contribuirán al desarrollo de nuevos diseños de aeronaves de una forma más eficiente al proporcionar una herramienta para predecir sus características de vuelo durante la fase de diseño conceptual.

[EN] This thesis addresses the modeling of the main aerodynamic characteristics of a conventional aircraft in subsonic flight regime to be implemented within the data model of the Pacelab APD program. The main objective is to use the set of semi-empirical methods available in the existing literature to estimate the behavior of any conventional aircraft during its conceptual design phase. Due to the nature of this design phase, the methods employed must be such that they allow for quick and low computational power calculations to perform multiple iterations within a reduced time frame. The thesis provider, Saab AB, demands that these methods be digitized within the Pacelab APD program, which is used by the company for the conceptual modeling of new aircraft. Thus, the geometric and aerodynamic definition of the aircraft model provided by Pacelab APD will be used as input parameters for the new implemented methods and criteria related to flight mechanics. This thesis analyzes, studies, and presents basic foundations and advanced concepts of flight mechanics available in the literature, the methodology adopted for its digitization in Pacelab APD, the results obtained from the use of such methods, and a final discussion on their accuracy and reliability, comparing them with other known methods and software programs to calculate, among other things, aerodynamic derivatives. The results of this project will contribute to the development of new aircraft designs in a more efficient way by providing a tool to predict their flight characteristics during the conceptual design phase.