Limitacions d'alçada en l'aviació comercial i el seu impacte al consum de combustible

Abstract

Aquest treball de fi de grau se centra en l’anàlisi tècnica i operativa de la fase de creuer en vols comercials que té l’objectiu de comprendre com diversos factors aerodinàmics, estructurals i propulsius condicionen l’eficiència global de l’aeronau a aquesta fase. S’examina especialment el comportament en relació amb les altituds de vol, els nivells de vol i les pràctiques d’optimització de consum com l’ajust progressiu de l’altitud en funció de la massa. L’estudi es desenvolupa principalment sobre avions comercials de curt i mitjà radi que estan equipats amb motors turbofan, com els models Airbus A319/A320 amb propulsors CFM56-5B. L’enfocament d’aquest treball es basa en fonts tècniques, criteris de rendiment de motor i regulacions operatives, i es relaciona amb estudis previs en l’àmbit de l’aviació, en l’optimització del nivell de vol i en la regulació del trànsit en RVSM. Finalment es durà a terme una simulació de plans de vol d’unes rutes en concret d’una companyia aèria en les que es van operar durant el passat any 2024 per tal de poder treure dades sobre el consum de combustible tenint en compte restriccions d’alçada i sense tenir-les en compte. La metodologia desenvolupada parteix de l’anàlisi documental, la revisió tècnica i de simulacions dels plans de vol per a descriure les condicions que permeten la màxima eficiència durant la implementació de la fase de creuer.

Este trabajo de fin de grado se centra en el análisis técnico y operativo de la fase de crucero en quieres comerciales que tiene el objetivo de comprender como varios factores aerodinámicos, estructurales y propulsivos condicionan la eficiencia global de la aeronave a esta fase. Se examina especialmente el comportamiento en relación con las altitudes de vuelo, los niveles de vuelo y las prácticas de optimización de consumo como el ajuste progresivo de la altitud en función de la masa. El estudio se desarrolla principalmente sobre aviones comerciales de corto y medio radio que están equipados con motores turbofan, como los modelos Airbus A319/A320 con propulsores CFM56-5B. El enfoque de este trabajo se basa en fuentes técnicas, criterios de rendimiento de motor y regulaciones operativas, y se relaciona con estudios previos en el ámbito de la aviación, en la optimizació del nivel de vuelo y en la regulación del tráfico en RVSM. Finalmente se llevará a cabo una simulación de planes de vuelo de unas rutas en concreto de una compañía aérea en las que se operaron durante el pasado año 2024 para poder sacar datos sobre el consumo de combustible teniendo en cuenta restricciones de altura y sin tenerlas en cuenta. La metodología desarrollada parte del análisis documental, la revisión técnica y de simulaciones de los planes de vuelo para describir las condiciones que permiten la máxima eficiencia durante la implementación de la fase de crucero.

This thesis focuses on the technical and operational analysis of the cruise phase in commercial aircraft with the aim of understanding how various aerodynamic, structural and propulsive factors condition the overall efficiency of the aircraft in this phase. In particular, behaviour is examined in relation to flight altitudes, flight levels and fuel optimisation practices such as the progressive adjustment of altitude as a function of mass. The study is carried out mainly on short and medium-haul commercial aircraft equipped with turbofan engines, such as Airbus A319/A320 models with CFM56-5B engines. The focus of this work is based on technical sources, engine performance criteria and operational regulations, and is related to previous studies in the field of aviation, flight level optimisation and traffic regulation in RVSM. Finally, a simulation of flight plans of specific routes of an airline company operated during the past year 2024 will be carried out in order to obtain data on fuel consumption taking into account altitude restrictions and without taking them into account. The methodology developed is based on documentary analysis, technical review and flight plan simulations to describe the conditions that allow for maximum efficiency during the implementation of the cruise phase.