ESTUDO DE MATERIAIS PARA APLICAÇÃO EM UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA
Resumo
Este trabalho tem por objetivo mostrar o estudo em desenvolvimento de materiais para a construção de uma aeronave não tripulada para a competição SAE Brasil. O objetivo desse trabalho, realizado durante o ano, é saber qual é o melhor material que se deve usar na aeronave, na qual devemos usar o menor peso possível. Por isso realiza-se esse estudo de materiais, para saber qual deles possui menor densidade e boa propriedade mecânica, bem como as técnicas de laminação de compósitos, que são importantes para tornar possível a construção de uma aeronave cada vez mais leve, resistente e competitiva. Aerodinâmica, desempenho, estabilidade e estruturas, assim como os materiais, são áreas interligadas e relacionadas que compõem o projeto, sendo muitas vezes concorrentes entre si. Para o estudo dos materiais, levamos em consideração quais seriam os objetivos que deveriam ser alcançados, com base nas características e cálculos aerodinâmicos. Calculamos as cargas e os esforços que a estrutura da aeronave tem a receber durante o voo. Nesta fase foram pesquisados diversos tipos de materiais e métodos de construção de compósitos, junção física de dois ou mais materiais nos quais suas propriedades se somam. As pesquisas foram realizadas junto à base de dados da equipe, experiência com competições, aeronaves anteriores, fornecedores, internet e junto a outras equipes. Baseado nessas pesquisas chegou-se ao Divinycell, ao tecido híbrido de Carbono e kevlar e à laminação a vácuo, utilizada na fabricação comercial de embarcações. O Divinycell é uma espuma de PVC rígida com estrutura de célula fechada, já usado em aviação comercial. Foram feitos corpos de provas desses materiais e compósitos com outros tipos de materiais, como tecido híbrido de Carbono e aramida (Kevlar) que é constituído de fios entrelaçados de forma a agregar as características de resistência do Carbono e a flexibilidade da aramida, todos ligados fisicamente com resina de poliéster. Foram realizados ensaios com esses materiais para aquisição de parâmetros e dados dessas propriedades sendo que também foram comparados aos dados fornecidos pelo fabricante. A relação densidade/resistência ou resistência/peso foi o principal item considerado para determinação do material que seria utilizado na construção da aeronave. Com isso, obteve-se a manutenção do peso total da aeronave, aumentando-se as características de resistência em aproximadamente 35% em relação ao material utilizado até o ano passado, madeira balsa. Além dos materiais, foi também de fundamental importância a introdução do PEEL PLY no novo método de laminação da resina epóxi no tecido de Carbono, de vidro ou de aramida, com o Divinycell ou a madeira balsa para formação de estrutura de compósitos. A função deste é de eliminar a resina no processo de cura por meio da absorção da mesma, que passa através dum filme perfurado. Por meio desse novo processo de laminação a vácuo adquirido no projeto, a remoção desse excesso se dá de uma forma mais homogênea, dando a forma desejada do molde da estrutura, e é absorvida pelo tecido PEEL PLY, reduzindo ainda mais o peso da estrutura e mantendo a resistência, aumentando assim a qualidade do produto final. Com isso conseguimos reduzir em aproximadamente 25% o peso total da aeronave, podendo carregar mais peso em carga útil e aumentar a eficiência estrutural da mesma.
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