PROPOSTA DE PROJETO PARA FUSELAGEM EM UMA AERONAVE DESTINADA À COMPETIÇÃO AERODESIGN SAE

Resumo

Fuselagem é o corpo de uma aeronave, no qual ficam armazenados a carga, bateria, servos, tanque, receptor e os demais acessórios, sendo ela a principal estrutura para receber, transferir e absorver as cargas atuantes em voo e em solo. A fuselagem basicamente pode ser construída de três formas diferentes: treliçada, monocoque ou semimonocoque. Em que cada uma possui suas peculiaridades, sendo a monocoque a mais pesada por possuir cavernas estruturais e revestimento rígido, a treliçada leve e sem formato aerodinâmico, e a semimonocoque que foi desenvolvida para suprir os lados negativos das demais, formando uma estrutura leve e possuindo formato aerodinâmico. Para este trabalho é necessário estudar os tipos de fuselagem aplicáveis ao projeto Aerodesign e chegar ao modelo ideal para seguir o projeto do protótipo para o ano de 2016. O objetivo deste trabalho é estudar sobre a melhor estrutura para 2016 e otimizar o projeto, verificando falhas e melhorias, bem como alterações na estrutura para o projeto 2017. Com o tipo de estrutura definido, desenvolveu-se uma planilha para realizar o dimensionamento da menor maneira possível, visando sempre a uma aeronave leve, que suportasse as tensões atuantes em voo e pouso, e também favorecesse o formato aerodinâmico. A equipe já desenvolveu aeronaves monocoques e treliçadas, favorecendo o estudo de uma estrutura de treliças para este ano. A planilha desenvolvida para o dimensionamento das treliças utiliza fórmulas de esforço normal e de flambagem. Para o cálculo de demais chapas utiliza-se uma aproximação de vigas, o que resulta nas cargas e local de aplicação, sendo estas nos nós, resultando apenas em tensões por esforço normal, evitando a flexocompressão, e gerando uma estrutura leve com uma grande relação de vazados. Para suprir o problema da falta de formato aerodinâmico de estruturas treliçadas, utilizando materiais compósitos ou varetas de carbono e também o peso elevado de estruturas monocoques devido ao revestimento rígido, resolveu-se desenvolver um estudo de uma estrutura mais leve e com uma geometria que favorecesse o formato, fazendo levantamentos baseados em estudos e aeronaves de outras equipes, chegando a uma estrutura semimonocoque. Após esses levantamentos, começou-se a desenvolver ideias para projeto e esboços dos mesmos para que essa estrutura chegasse a baixos valores de peso estrutural, compensando assim a mudança de uma estrutura conhecida e comprovada para um novo conceito de fuselagem, até agora nunca elaborado pela equipe.