DESENVOLVIMENTO DE UMA METODOLOGIA PARA PROCESSAR DADOS AERODINÂMICOS DE UM PROJETO DE AERONAVE NÃO TRIPULADA RADIOCONTROLADA

DANIELLE PAULUS, LARA JUSTINE DA SILVA, FABRICIO ANTONIO EGERT, FABRICIO ANTONIO EGERT, TARCISIO REOLON GELAIM

Resumo


Introdução: Com o propósito de otimizar o processo de dimensionamento da aeronave para a Competição SAE Aerodesign, foi organizado, a partir de um software de análise de dados, o estudo referente ao desenvolvimento dos cálculos necessários para estruturar de modo mais eficaz possível o projeto aerodinâmico da aeronave. Objetivo: O objetivo desta pesquisa é assegurar a credibilidade do projeto teórico com os resultados obtidos na prática, a partir de uma metodologia de estudo baseada no Microsoft Excel. Metodologia: O estudo realizado divide-se em três grandes partes: a definição do layout da aeronave, o desenvolvimento dos cálculos necessários e a validação e a otimização destes. A primeira parte nada mais é do que a interpretação do regulamento da Competição SAE e a implementação dos estudos sobre aerodinâmica, onde a equipe escolhe um ou mais de um formato possíveis para a aeronave. É nesta primeira parte também que definimos os limites do regulamento da competição sobre o dimensionamento da aeronave e sobre a qualidade de construção da equipe. Estas restrições implicam nos valores máximos e mínimos de envergadura, cordas, ângulo de torção e de ataque da asa e da empenagem. A segunda parte se estende entre relações de dados de entrada (dimensões da aeronave, características dos perfis aerodinâmicos e aspectos de fluídos) e de dados de saída (fórmulas e equações correlacionando os dados de entrada, sendo estas fórmulas retiradas de conceitos usualmente utilizados no aeromodelismo). Este trabalho foi facilitado com o uso do Microsoft Excel, onde pôde-se diminuir o esforço requerido para analisar os resultados preliminares, e a partir daí, aprofundar o estudo e dividi-lo em pequenas partes, como por exemplo a divisão da asa da aeronave em seções reduzidas, podendo então personalizar os dados específicos de cada seção, conseguindo resultados mais coerentes com a realidade. Conseguiu-se caracterizar a sustentação, arrasto e momento gerado da asa, e a partir destes dados, obtém-se a força necessária para manter um voo estável e dimensionar preliminarmente o profundor da aeronave. Nesta segunda etapa formou-se informações que caracterizam todos os aspectos do projeto aerodinâmico, porém, alguns dados de entrada ainda podem ser aprimorados. É esta a terceira e última etapa da metodologia elaborada que aprimora os valores dos dados de entrada em proveito de um objetivo 226 no caso do Projeto Aerodesign seria uma alta sustentação da aeronave. Foi alcançado tal feito por meio de um Solver, definido segundo a própria Microsoft como uma ferramenta para definir um valor ideal para uma célula, adaptando-se às restrições sobre os valores de outras células relacionadas por meio de fórmulas. O Solver faz uso de um algoritmo avançado de análise de dados que, a partir de um loop, correlaciona todas as entradas de dados do sistema, produzindo assim um valor máximo de sustentação que a aeronave será capaz de carregar.240Resultados: Deste modo, o estudo teórico feito no Microsoft Excel e aprimorado pelo Solver, resultou na aeronave ideal considerando as condições impostas, otimizando assim, o processo240 de definição das dimensões da aeronave e aperfeiçoando o método utilizado para calcular os esforços produzidos pela asa. 240Conclusão: Com o estudo desta metodologia pôde-se alcançar níveis de otimização do projeto aerodinâmico nunca alcançados anteriormente pela equipe.


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