ESTUDO DE MATERIAIS PARA APLICAÇÃO EM UMA AERONAVE NÃO TRIPULADA

FERNANDO PEZZUTTI ABDALLAH, JULIO EDUARDO FORSTER, ROGER RICARDO RACHOR, FABRICIO ANTONIO EGERT, JORGE LUIZ RODRIGUES MARQUES

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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