ANÁLISE DO ESTABILIZADOR HORIZONTAL DE UM AERODESIGN RÁDIO CONTROLADO

Felipe Winkelmann Pumpmacker, Ana Cristina Frantz, Gabriel Schulz Wink, Kieran de Oliveira Rocha, Liliane Marquart, Adriano Jose Bombardieri

Resumo


A Equipe Kamikase micro é um projeto de extensão da Universidade de Santa Cruz do Sul que tem como objetivo desenvolver e construir uma aeronave rádio controlada não tripulada para a competição SAE Brasil Aerodesign, que ocorre, anualmente, em São José dos Campos - SP. A aeronave deve atender aos requisitos e às restrições impostas pelo regulamento da competição. O projeto é divido em diferentes áreas, sendo uma delas a estabilidade e o controle, que é responsável por garantir que o avião seja estável em voo, e um dos componentes responsáveis por isso é o estabilizador horizontal, também conhecido como profundor, que possui a principal função de anular o momento que a asa produz, fazendo com que o somatório das forças atuantes no avião sejam zero, e também responsável por garantir o controle horizontal do avião em todo o seu percurso. Mas também é preciso levar em consideração a sua geometria, pois na classe micro é imposto, por regulamento, que o avião precisa ser desmontável e caber dentro de uma caixa de transporte. Por isso que é muito importante a hora de se analisar qual profundor usar. As análises para a escolha são baseadas nos coeficientes da asa, que são gerados pelo software xflr5, um software que simula e gera coeficientes de asa e estabilizadores. Então, caso a asa possua muita sustentação e um momento grande, o profundor precisa ter uma área grande, ou, então,  uma das opções alternativas é ajustar a angulação que ele ficará na cauda do avião, pois ele terá um momento maior apenas alterando seu ângulo, sem alterar a sua geometria. A análise da distância que o profundor precisa estar da asa começa com a escolha de um perfil que tenha um coeficiente de momento relativamente grande. Então, ao gerar os coeficientes é calculado se aquela geometria e perfil irão anular o momento que a asa produz. Logo após, é analisado como será o controle do profundor sobre o avião, que é a sua trimagem, uma área móvel na ponta do profundor, que altera a sustentação e momento do avião. Para essas análises são realizadas simulações no xflr5 com o profundor trimado, tirado o coeficiente de sustentação máxima e, a partir daí, pode-se calcular a angulação máxima que o profundor terá. Por isso, para um avião, a trimagem do profundor é importante, pois, quando o avião decolar, o profundor precisa gerar um momento suficiente para que o avião decole. E, caso ocorra alguma turbulência em pleno voo, o profundor precisa conseguir igualar a sustentação de equilíbrio do avião. O profundor, analisado para o ano de 2020, cumpriu todas as funções impostas para ele. Porém, devido à pandemia, não foi possível realizar nenhum teste prático para ele, mas, nos cálculos e simulações, ele irá conseguir manter o avião estável e controlável.

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ISSN 2764-2135