METODOLOGIA UTILIZADA NO PROJETO E CONSTRUÇÃO DE FUSELAGEM DE AERONAVES

JULIANA KADEN, FABRICIO ANTONIO EGERT, FABRICIO ANTONIO EGERT

Resumo


Fuselagem é uma importante estrutura de uma aeronave, responsável por armazenar os demais componentes desta, além de ter de suportar todos os esforços impostos a ela. Com o objetivo de projetar e construir uma fuselagem eficiente, com pouco peso mas que seja simultaneamente, resistente e de fácil fabricação é que realizou-se esse estudo. Dentre os tipos de fuselagens conhecidas, a que melhor atende aos objetivos visados é a estrutura treliçada. Para projetar e construir uma fuselagem desse tipo, deve-se definir primeiramente a disposição dessas treliças, com o auxílio do Software Ftool, de modo que elas exerçam sua função de garantir sua integridade estrutural, utilizando o mínimo de material possível, ou seja, com o máximo vazados. Nesse software, é desenhado a estrutura em duas dimensões, sendo adicionados os pontos de fixações da fuselagem e as cargas que atuam na aeronave, que possuem valores distintos nas situações de voo e pouso. Na situação de voo este ponto se localiza na longarina e durante o pouso é distribuído entre bequilha e trem de pouso. O Ftool nos fornece, então, o tipo e a intensidade de cada esforço atuante sobre cada uma das treliças. Com essas informações, é possível calcular a espessura necessária para que cada uma das treliças suporte os esforços de maneira eficiente. Para esses cálculos são utilizadas as formulas de Euler, do limite das tensões e da flambagem, utilizando o Excel para auxilio de cálculos. Também é levado em consideração para a verificação desses dimensionamentos feitos, os esforços gerados nas chapas laterais, provenientes da movimentação das cargas internas devido as mudanças de inclinação da aeronave durante as manobras realizadas. Após as espessuras definidas, o mesmo desenho é feito no Software Solidworks Simulation, o que auxilia para uma melhor visualização da estrutura em três dimensões. Com o material escolhido e suas respectivas características informadas ao software, é realizado diferentes estudos de tensões. Através dos resultados obtidos nessas análises feitas, é possível verificar se o todo o projeto feito até então condiz com a realidade. Quanto ao material a ser escolhido na confecção de uma fuselagem, é visado um compósito leve e que resista aos determinados esforços a que a estrutura será submetida. Para encontrar a melhor composição desse compósito, são realizados estudos e testes em corpos de prova com diferentes materiais. Verificou-se, assim, que um compósito de madeira balsa 1/8224 com resina epoxy AR-300 e carbono bidirecional usinadas a vácuo, atendem a esses requisitos. Após essa usinagem feita nas chapas estas são enviadas a um centro CNC, a fim de evitar as possíveis falhas da confecção manual, obtendo um corte mais preciso. Por fim, obtém-se com esse processo, uma fuselagem que atende aos objetivos visados, com suas cargas distribuídas homogeneamente entre as treliças, gerando uma estrutura bastante leve 226 que representa apenas 15% do peso da aeronave - 240e resistente, que permite uma construção rápida e fácil.


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