ESTUDO ESTRUTURAL DE UMA AERONAVE AERODESIGN.

Resumo

Estudamos a realização do projeto estrutural e componentes de uma aeronave aerodesign, rádio controlada, participando de um congresso realizado anualmente pela SAE Brasil Aerodesign no CTA/ITA em SP. Engenheiros aeronáuticos avaliam os relatórios e plantas do projeto, a apresentação por alguns componentes do grupo e também provas de voo. Há algumas áreas que influenciam diretamente na estrutura do projeto como aerodinâmica, desempenho, estabilidade, materiais, entre outros, pois são estas áreas que proporcionam dados para serem usados no projeto, visto que qualquer alteração feita nessas áreas terá influência direta na estrutura da aeronave. Foram realizados estudos detalhados no regulamento deste ano e em projetos anteriores de nossa equipe, fazendo alterações necessárias e impostas pelo novo regulamento na configuração da aeronave, visando maior pontuação e competitividade no congresso. Sendo o maior objetivo o carregamento máximo de carga útil no aeromodelo, procuramos sempre estabelecer o peso mínimo na aeronave, assim sendo produzida com melhor eficiência e também uma boa segurança para a estrutura não ser afetada e quebrada em voo, absorvendo as solicitações das cargas. A asa é um dos componentes mais importantes da aeronave, sofrendo carregamentos constantes e dinâmicos, sustentando o peso da aeronave. Com isto foram feitos estudos nos pontos críticos da asa, tendo que ser feitas alterações para suprir as solicitações da mesma, como uma longarina, que é a principal estrutura da asa, sendo sendo produzida obtendo o menor peso e a menor área transversal possível. Esta longarina foi feita de fibra de carbono com matriz epóxi com seu interior, ou “alma”, de madeira balsa, sendo melhor vista como “sanduíche”, que obtém uma boa rigidez e resistência. Após serem calculadas as solicitações de carga, alguns softwares foram utilizados para definir os esforços atuantes nas estruturas, como o “Ftool” e o Simulation, que são uma extensão do software SolidWorks 2010. Nestes, conseguimos visualizar as regiões onde ocorrem as concentrações de tensão, usando método de elementos finitos do SolidWorks. Para o projeto da fuselagem, foram utilizados métodos parecidos com os anteriores. O material utilizado foi a fibra de carbono, sendo esse ano em formato de um “caixão”, conferindo o formato necessário para obter os números indicados no regulamento mas também visando a aerodinâmica da fuselagem e boa resistência, que é reforçada ainda por cavernas internas de laminação de fibra de carbono com madeira balsa, em forma de “sanduíche”, tornando a fuselagem bem mais leve e com mesma resistência, ou superior, que o projeto de anos anteriores. Como na aterrisagem possui um esforço muito grande, fez-se estudos próprios para o trem de pouso. Baseou-se em uma estrutura cilíndrica, mais precisamente em um cilindro de alumínio naval, formando-o conforme o necessário para não sofrer concentração de tensões, danificando a estrutura. Sua estrutura suporta muito bem as cargas dinâmicas da aterrisagem, também tendo um menor peso e um ótimo aproveitamento em voo. Em virtude dos ensaios e testes práticos de voo, a equipe está bastante otimista, pois conseguimos projetar e construir uma aeronave eficiente, sendo leve e resistente, graças aos investimentos em novos materiais e o projeto estrutural.