Although commercial aviation has developed strongly during recent years, the optimization of trajectories is still a challenge due to security, environmental and procedural restrictions. In order optimize an aircraft trajectory, and therefore, to model it, first of all, it is required to study the aircraft performance. The aircraft performance model is given by the basic kinematic and dynamic equations, although it is also necessary to know the aircraft aerodynamic model, i.e. its aerodynamic coefficients. Aware of this challenge, EUROCONTROL has developed an aircraft performance model called BADA (Base of Aircraft Data) that contains the aircraft performance model for a large percentage of today's commercial aircraft. This tool has been designed by EUROCONTROL for their own research projects but has finally made available for the R& D collective. The BADA model consists on a set of theoretical concepts in the form of generic polynomials used to calculate the aircraft performance. It also comes with a set of individual data sets for each plane to particularize these polynomials. But still, it remains a generic model, and therefore, it is not really accurate for what the trajectory optimization processes require. This thesis proposes a methodology based on the kinetic approximation of the aircraft performance model and an improvement of BADA by using a software called United States Air Force and Stability Control Digital DATCOM. DATCOM is a software that implements calculation methods of aerodynamic stability and control developed in 1960 by the US Air Force. After developing the model of two common long-haul aircraft, it will be compared with BADA model and a model developed by Ms. Caroline Dietrich, master student who worked as a researcher at Ecole Polytechnique de Montréal. This comparison is performed by modeling the trajectory of a Boeing 767-300ER flight from Toronto to Los Angeles.
Tot i que l’aviació comercial s’ha desenvolupat intensament durant els últims anys, la optimització de trajectòries encara és un repte degut a les restriccions de seguretat, ambientals i de procediments. Per poder estudiar una trajectòria, i per tant optimitzar-la, primer de tot, s’ha de poder estudiar el comportament de l’aeronau. El comportament d’un avió ve donat per les equacions cinemàtiques i dinàmiques bàsiques, però evidentment, també és necessari conèixer el model aerodinàmic de l’aeronau.
Conscients d’aquest repte, EUROCONTROL ha desenvolupat un model de comportament d’aeronaus anomenat BADA (Base of Aircraft DAta) que conté el model de comportament, i per tant, aerodinàmic, d’un gran percentatge d’avions comercials actuals. Aquesta eina ha estat dissenyada per EUROCONTROL pels seus propis projectes de recerca però finalment ha estat posada a disposició del colectiu R+D.
El model BADA està format per un conjunt de fonaments teòrics en forma de polinomis genèrics utilitzat per calcular diferents paràmetres del comportament de les aeronaus. A més, ve acompanyat per un conjunt de sets de dades particulars per cada avió o per poder particularitzar aquests polinomis a cada avió. Encara així, segueix sent un model genèric, i per tant, es pot entendre que no es del tot precís pel que la modelització de trajectòries requereix.
En aquest document es proposa una metodologia basada en la aproximació o cinètica del model de comportaments d’aeronaus BADA i es millora fent servir un software anomenat United States Air Force Stability and Control Digital DATCOM.
DATCOM és un software que implementa uns mètodes de càlcul d’estabilitat i control aerodinàmic desenvolupats
al 1960 per la força aèria dels Estats Units.
Desprès de desenvolupar el model de dues de les aeronaus de llarg abast més comunes dins l’aviació comercial, aquest serà comparat amb el mateix model BADA i el model desenvolupat per Caroline Dietrich, estudiant de màster amb qui es col·labora en aquest projecte. La comparació es porta a terme amb un Boeing 767-300ER fent la modelització del creuer d’una trajectòria d’un vol Toronto - Los Angeles.
