DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE TREM DE POUSO DE UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA RÁDIO CONTROLADA PELO MÉTODO DE CARGAS NO SOLO

Resumo

O sistema de trem de pouso é responsável por apoiar a aeronave no solo e manobrá-la durante os processos de taxiamento, decolagem e pouso. Existe dois tipos de trem, o triciclo que é formado por duas rodas principais, ou trem principal, embaixo da asa acompanhada de uma roda frontal ou também chamada de trem do nariz. O outro é do tipo convencional, formado por um trem principal juntamente com uma roda localizada abaixo da cauda. O objetivo do trabalho é calcular os carregamentos que este sistema deve suportar para diferentes condições. A metodologia utilizada foi normas regulamentadoras aeronáuticas que estabelecem critérios para o dimensionamento. Posteriormente, será dimensionado cada componente mecânico do sistema através de simulações virtuais. Finalmente, será verificada através de um ensaio prático a veracidade do projeto. Primeiramente, definiu-se que o trem seria do tipo triciclo por esta configuração melhorar sensivelmente o controle e a estabilidade da aeronave no solo, além de permitir melhores características de desempenho na decolagem. Para o dimensionamento das cargas do sistema, consideraram-se os critérios abordados pelas normas CS-VLA 479 (a) (2) (i) 226 Aterragem Nivelada em Três Rodas, CS-VLA 479 (a) (2) (ii) 226 Aterragem nas Rodas Principais, CS-VLA 481 226 Aterragem com Cauda Baixa, CS-VLA 483 226 Aterragem numa Roda Principal, CS-VLA 485 226 Forças Laterais nas Rodas Principais, Forças de Frenagem, CS-VLA 499 226 Condições Suplementares da Roda do Nariz para trás, frente e lateral. Cada uma das normas citadas anteriormente apresenta a intensidade do carregamento numa direção. Diante disso, extraíram-se os maiores carregamentos encontrados para a roda do trem principal e para a roda do nariz na condição vertical para cima, horizontal para frente, para trás, lateral para dentro e para fora. Tendo os valores dos carregamentos atuantes, utilizou-se o software de simulação virtual SolidWorks 226 Simulation 2012 para analisar cada um dos componentes mecânicos do conjunto, ou seja, trem principal, roda principal, roda do nariz e bequilha. Dimensionou-se cada um dos componentes, através de análises de carregamento estático pelo método de elementos finitos. No decorrer das simulações virtuais, realizou-se um comparativo do limite de escoamento do material ao critério de Von Misses. Utilizou-se a malha de corpo sólido de triângulos de 3 pontos com 1,823 mm. Para cada simulação, realizaram-se dez tentativas, verificando-se a possibilidade de alteração nos resultados até que se chegou ao ponto em que os mesmos não sofreram modificações, resultando no ganho de confiabilidade no projeto do componente. Com o conjunto montado na aeronave e obedecendo-se a regulamentação da norma aeronáutica CS-VLA 725, realizou-se um ensaio prático de droptest para validar o dimensionamento do sistema. Durante o ensaio considerou-se a aeronave com carregamento máximo de acuracidade (15 kg) e uma altura de 13 mm, determinada pela norma, realizou-se três ensaios práticos. O último teste foi o voo realizado pela Equipe, simulando a competição. O resultado foi um sistema confiável, por não ter apresentado nenhuma danificação. Além disso, esse conjunto apresentou-se 15% mais leve comparado à versão anterior. Diante disso, conclui-se a veracidade do equacionamento, garantindo o ganho de confiabilidade do projeto.