METODOLOGIA E CÁLCULO DE DESEMPENHO DE UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA PARA COMPETIÇÃO.

Resumo

Este trabalho tem o objetivo de desenvolver cálculos de desempenho para o projeto de uma aeronave não tripulada, que depois de projetada participará do congresso internacional de engenharia aeronáutica organizada pela SAE Brasil AeroDesign. O trabalho se baseia em pesquisa bibliográfica, através da literatura aeronáutica, simulações computacionais e ensaios. Os cálculos de desempenho, especificamente, visam analisar as características de voo da aeronave projetada e sua viabilidade funcional mediante restrições impostas pelo regulamento da competição. Os principais parâmetros calculados e analisados são a velocidade de estol, o comprimento de pista necessário para pouso e decolagem, tração disponível e requerida em função da velocidade, potência disponível, potência requerida, ângulo máximo de subida e diagramas V-n (velocidade em função do fator de carga) de manobra e rajada, no qual se obtêm dados referentes à sensibilidade da aeronave baseando-se nas condições climáticas do local, conferindo a carga útil máxima que essa aeronave suporta, as velocidades de estol, subida, cruzeiro entre outras. Os cálculos para comprimento de pista para decolagem foram baseados em interações das forças principais (sustentação, arrasto, atrito de rolagem, peso e empuxo). O cálculo de subida é baseado em interações das forças nos eixos (eixo longitudinal, eixo vertical e rotação sobre o eixo transversal). Dois exemplos da aplicação de conhecimentos obtidos durante o curso de engenharia nas áreas da física. Existem algumas peculiaridades de um projeto em escala, que não podem seguir integralmente as regulamentações aeronáuticas, sob o problema de superdimensionamento cabe então aos estudantes o grande desafio do projeto. De acordo com Rosa (2006), muitos dos cálculos de desempenho necessitam de abordagens numéricas a fim de atingir uma precisão aceitável. No entanto, não existem softwares comerciais que permitam a entrada de dados específicos e a integração com outras áreas do projeto como aerodinâmica, estabilidade e a concepção. Para facilitar os cálculos foi utilizada uma planilha no software Excel, que organizado de forma fácil e dinâmica sendo capaz de fornecer respostas confiáveis mediante uma base de cálculo em cascata usando fórmulas, matrizes e interações numéricas pertencentes a outras áreas de projeto da aeronave como aerodinâmica e estabilidade. Como resultado prático, tem-se a fidelidade entre o modelo computacional, calculado, e as características de voo observadas nos protótipos realizados, o que permite a otimização do projeto. Como resultado científico, tem-se a possibilidade de comparar cálculos numéricos e analíticos de modo a explicar comportamentos analisados em voo.