DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA

FERNANDO PEZZUTTI ABDALLAH, JULIO EDUARDO FORSTER, LEONARDO MENDES RIBEIRO MACHADO, FABRICIO ANTONIO EGERT, JORGE LUIZ RODRIGUES MARQUES

Resumo


Os cálculos aplicados no projeto estrutural da fuselagem têm como objetivo assegurar que a estrutura a ser projetada resistirá às forças aplicadas durante sua utilização (desde a decolagem até o pouso), visando à resistência, leveza e facilidade de construção sendo a aplicação de chapas treliçadas, a maneira mais eficaz de assegurar a funcionalidade desta estrutura aliando a isso a facilidade de construção desejada. Através de cálculos efetuados com a equação do limite de resistência à tração de um corpo, com Euler e auxílio do software ftool, é possível escolher o formato de treliça necessário para resistir aos esforços atuantes em toda a estrutura então calculada, dimensionando assim os pontos onde as forças agem com maior intensidade na fuselagem, locais onde a aplicação de material é mais necessária. No caso da estrutura interna da fuselagem de uma aeronave, duas situações de cargas devem ser consideradas para validação dos cálculos efetuados: uma que leva em conta os esforços de uma situação normal de voo e outra que leve em conta as forças no momento da aterragem da aeronave. Estas forças aplicadas são distribuídas por todas as treliças da fuselagem. Devemos considerar ela fixa em algum ponto, sendo assim, temos como ponto de fixação a longarina, no caso da primeira situação, e a bequilha e o trem de pouso da aeronave, no segundo caso de análise das forças atuantes na estrutura. Após, com o auxilio do software Simulation Solidworks verificam-se os pontos de maior e menor tensão em ambas as situações de esforços calculadas, para termos uma noção aproximada da aplicação real dos esforços para asseguramos se a aplicação do material calculada está correta em relação à real. Além das forças citadas anteriormente, também são calculados a partir de cálculos de flexão em que se estimam os esforços suportados pelas chapas laterais da fuselagem que atuam conforme o deslocamento da força peso da carga útil conforme a inclinação gerada a cada manobra, possibilitando estimar o quanto cada chapa da fuselagem da aeronave suporta aproximadamente de esforço lateral. A partir disto, definimos o tipo de material a ser utilizado e a forma de fabricação da estrutura. As chapas possuem treliças internas cuja função é a retirada de peso desnecessário de maneira que esta não seja de forma desordenada, ajudando a evitar a criação acidental de áreas frágeis. O uso de treliças também auxilia a aeronave a ter somente a quantidade de material necessária para suportar seus esforços, pois o uso delas permitiu uma distribuição de esforços bastante homogênea entre as barras que compõem a estrutura. Como prova disso, a nossa fuselagem contribui apenas em 12% do peso total da aeronave e a utilização deste processo de fabricação com chapas diminui o tempo necessário para construção.


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