A Apresentação

Início

Se tratando do geral, um avião bem equilibrado no quesito peso proporciona uma maior eficiência em voo, em termos de velocidade, e se tem mais equilíbrio tem uma boa capacidade de manobra. Pois bem, o peso é um fator realmente muito importante pois resulta em um maior desempenho da aeronave, principalmente nas operações de pouso e decolagem, pq um avião muito pesado irá precisar de maior comprimento de pista para decolar e conseguir velocidade suficiente visando a sustentação para anular o peso. O mesmo acontece na aterrissagem, pois deve-se respeitar a lei da inércia. Que diz que um objeto tende a permanecer no seu estado natural em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, então por isso o comprimento de pista maior.

Já tendo explicado a importância do peso, podemos definir o que é a carga útil. Na qual é a carga total transportada pela aeronave incluindo óleo, gasolina, tripulação, equipamento necessário à operação, passageiros e bagagens, tudo. Com isso, assim no ramo da aviação tem até um princípio que é “Teoria da alavanca” que diz respeito a distribuição desses pesos, logo similarmente, uma aeronave está balanceada se ela permanecer nivelada, suspensa por um ponto imaginário em que esse ponto é a localização ideal de seu C.G.  

Objetivos

Agora com todos esses conceitos gerais, esclareço meus objetivos com esse trabalho que são:

Em relação a competição projetar e construir uma aeronave em escala reduzida, pilotado remotamente. Temos a missão de levantar o maior peso possível em carga, dentro de comprimentos delimitados de decolagem e pouso.

O objetivo geral deste trabalho é realizar a análise da carga útil para um aeromodelo.

Metodologia

Com base nas competições da SAE (Society of Automotive Engineers), a carga é definida previamente por meio do edital que é lançado ao início de cada ano e esta depende da modalidade que cada projeto está inserido. No ano de 2019, a equipe está inserido na modalidade regular. Convém ressaltar que em uma competição de AeroDesign é obrigatório constar no relatório a obtenção do gráfico da carga útil em qualquer condição de altitude. Ademais, a carga útil é limitada pois embora a aeronave tenha capacidade de transportar uma carga mais elevada, isso não se torna viável já que na competição há um comprimento limitado de pista para decolagem, pois com um peso maior não se consegue obter a aceleração necessária para garantir a velocidade dentro do comprimento estipulado para a decolagem. O estudo de cargas depende do desempenho e da estrutura. Ao obter os dados aerodinâmicos que são área da asa, os coeficientes (de arrasto, sustentação, entre outros), calculamos o comprimento de pista para a decolagem da aeronave vazia.

Como pode-se notar na análise realizada, o fator preponderante para o cálculo da capacidade de carga útil de uma aeronave destinada a participar da competição AeroDesign é a densidade do ar, onde quanto menor for o seu valor, menor será a capacidade de carga da aeronave, assim, como a densidade do ar é uma variável que comanda o cálculo do peso total de decolagem, foi definido um modelo matemático para obtenção da tabela em que a densidade varia de acordo com a altitude.

Este modelo está fundamentado em condições de atmosfera padrão com um voo realizado na troposfera. Nessa região da atmosfera, a teoria contempla que o gradiente de temperatura é Ab = -6,5x10-3°C/m, que a temperatura padrão ao nível do mar é 15,15°C e que os valores da temperatura absoluta e da densidade do ar na altitude podem calculados a partir das equações:

[pic 1]

[pic 2]

• Ab = -6,5x10-3°C/m
• g= 9,81
• R= 8,3144621

Logo, foi obtido essa tabela

• (COLA A TABELA)

Com isso, o gráfico da carga útil terá a seguinte cara[pic 3]

(Eu sei o que falar sobre o gráfico)

Matematicamente, a carga útil é equivalente a essa equação

[pic 4]

Com os dados de estrutura e desempenho, foi estipulado que o peso da aeronave vazia é de 4,8 kg e que a carga total seria 11,8 kg

Entretanto, para confirmar esses dados, temos que testar se o aeromodelo vai decolar de acordo com o comprimento de pista permitido e se vai completar sua missão de voo com esse peso sem que haja deformação na estrutura. Para dar acuracidade a esses dados usamos as equações:

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