COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA MECÂNICA, CONTROLE E AUTOMAÇÃO E ELÉTRICA

UCDB – UNIVERSIDADE CATÓLICA DOM BOSCO

COORDENAÇÃO DE ENGENHARIA MECÂNICA, CONTROLE E AUTOMAÇÃO E ELÉTRICA

PROJETO: Projeto e Construção de uma Aeronave Rádio Controlada

PLANO DE TRABALHO: Projeto de Estabilidade e Controle Aerodinâmico da Aeronave

Professor Coordenador : Prof. Dr. Fernando Montanare Barbosa

E-mail: [e-mail]

Professor Orientador: Fabiano Pagliosa Branco

E-mail: [e-mail]

Acadêmico: Wender Kotovas Biazus

E-mail: [e-mail]

31 de Janeiro de 2017

Campo Grande – MS

1. Justificativa

A área do Cálculo é de suma importância para este projeto. É responsável pelos mínimos detalhes da construção da aeronave, determinando e otimizando as funções que nos garantam êxito nos objetivos almejados pela equipe, seguindo, sem restrições, todo o regulamento imposto pela competição.

     

O estudo da estabilidade aerodinâmica está diretamente relacionado às características de controle e manobra de uma aeronave, assim como a sua capacidade de retornar a posição de equilíbrio original após passar por turbulências ou quaisquer eventos que possam arruinar seu estado de origem.

Uma aeronave, durante o voo, está sujeita a movimentos que se realizam em torno dos seus três eixos: transversal, vertical e longitudinal. Para que tenhamos um voo controlado, é necessário que haja equilíbrio em todos os seus eixos.

Como podemos ver, a análise de estabilidade e controle aerodinâmico é de tamanha relevância para o projeto. Ademais, esta análise envolve equações algébricas e conceitos físicos complexos. Requer, pois, uma pesquisa atenta e direcionada, integralmente coerente com o tema em questão.

        

A Equipe Tuiuiú— pioneira no estudo e desenvolvimento de pesquisa aeronáutica no estado de Mato Grosso Do Sul, enquanto grupo acadêmico de engenharias—conquistou através de cursos, palestras e exposições um excelente marketing à universidade, que sabendo da importância da perquisição e indagação, como fontes de genuíno conhecimento, assim como a importância do incentivo a áreas de pesquisas não usuais em nosso estado, continua acreditando e apoiando o presente projeto.

 

2. Objetivos

2.1. Objetivo Geral        

Analisar os principais conceitos para se garantir a estabilidade de uma aeronave destinada à competição SAE BRASIL Aerodesign. Tendo como base o regulamento imposto pela competição.

2.2. Objetivo Específico

Estudar as características que proporcionam a uma aeronave cargueira, os melhores índices de estabilidade estática e dinâmica.

Apresentar a relação destas características com o projeto e a construção de aeronaves  para a competição SAE BRASIL Aerodesign.

Através de análises de Mecânica dos Fluidos pelo software ANSYS, da resolução de extensas equações algébricas pelo software MatLab e dos fundamentos de equilíbrio e controle aeronáutico, garantir uma aeronave estável e com boa resposta de comando aos controles.

3. Revisão da Literatura

Estabilidade está associada à tendência inercial que um corpo tem de voltar a sua posição de equilíbrio depois de sofrer uma perturbação. O estudo da estabilidade é divido em dois campos: estabilidade dinâmica e estabilidade estática [1].

Estabilidade Estática

         Após a perturbação, as forças e momentos atuantes no corpo fazem com que este retorne a sua posição de equilíbrio. Temos, também, a instabilidade estática e a estabilidade estática neutra [1].

Podemos ilustrar este conjunto de características com a figura-1, imagem abaixo:

[pic 1]

Figura 1 Diagrama de Estabilidades

O nível de estabilidade deve variar com projeto, pois um avião cargueiro precisa ser mais estável que uma aeronave de caça, uma vez que o aumento da estabilidade acarreta em uma demora, por parte da aeronave, em respostas aos comandos [2].

Estabilidade Dinâmica:

Está relacionada ao intervalo de tempo que um avião leva para retornar a sua posição de equilíbrio, caso seja estaticamente estável. Esse retorno pode ocorrer de duas maneiras: aperiódico ou oscilatório, conforme a figura-2, imagem abaixo [1];

[pic 2]

Figura 2 Movimentos de Retorno à Posição de Equilíbrio

Após retornar a sua posição de equilíbrio a aeronave pode oscilar aumentando sua amplitude, não atingindo mais a sua posição estável. Nesse caso, temos a instabilidade dinâmica. Caso o avião oscile, porém não varie com a sua amplitude inicial, teremos a instabilidade dinâmica neutra [1].

        

4. Metodologia

Este projeto consiste nas seguintes etapas de trabalho:

• Levantamento bibliográfico;
• Estudos teóricos;
• Estudos sobre as principais ferramentas matemáticas e computacionais que servirão como fontes de auxílio contínuo.
• Montagem do projeto;

5. Cronograma de execução

O cronograma deste trabalho consiste basicamente na criação do projeto, construção e testes do aeromodelo construído. Para tal, o mesmo foi dividido em 12 meses, observados na Tabela 1.

Tabela 1. Cronograma do Aeromodelo

Etapa (Iº Ano)	Meses
8	9	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7
I – Estudos Teóricos
II – Revisão literária das Ferramentas e Processos
III – Levantamento de Dados para Simulações
IV—Simulações Computacionais
V – Geração de Relatórios
VII – Revisões e Orientações
VIII – Conclusão e Publicação

A previsão para conclusão do trabalho por completo será de 12 meses, o cronograma montado mensalmente é apenas uma previsão do que deverá acontecer, porém algumas atividades poderão ter suas datas relocadas, visto que os integrantes da equipe poderão trabalhar ao mesmo tempo em mais de um afazer, no entanto sempre com um integrante responsável pela etapa. Se houver a necessidade de saída de algum membro, o mesmo poderá treinar outro integrante para inserção na equipe de trabalho.