ANALISE ESTÁTICA DA ESTABILIDADE LATERAL DE UMA AERONAVE RADIOCONTROLADA

Guilherme Bitencourt Nunes, Fabrício Antônio Egert

Resumo


Para completar um voo de forma segura, uma aeronave radiocontrolada deve atender a determinados requisitos de estabilidade estática nos eixos longitudinal, direcional e lateral. Estes requisitos são referentes a tendências de movimentos de restauração, não sendo considerado o comportamento destes movimentos ao longo do tempo – tratados em análises de estabilidade dinâmica. Este trabalho terá foco no estudo teórico dos critérios que influenciam a estabilidade lateral estática de uma aeronave radiocontrolada para a competição SAE AeroDesign Brasil 2016. O objetivo será a verificação da causa de problemas de estabilidade lateral verificados no primeiro voo teste do modelo PK-16, e, se possível, respeitando os requisitos de projeto, buscar uma proposta de solução. O movimento de rolagem devido a um vento lateral é chamado de efeito diedro. Há diversos fatores que atuam sobre este efeito, porém, como o modelo PK-16 possui um ângulo de diedro geométrico igual a 0º (ângulo entre o plano horizontal e o plano da asa), alguns desses fatores podem ser descartados. Os fatores considerados foram: influência das características da fuselagem, posição da asa e empenagem vertical da cauda. Através de estudos bibliográficos, verificou-se que o principal fator de influência a ser considerado é o gerado pelas características de empenagem e posição da asa. Através do estudo e do uso de equações matemáticas, foi averiguado que o coeficiente de rolagem obtido através do somatório das contribuições do conjunto asa, fuselagem e da empenagem vertical de cauda era de -0,01232 por grau, sendo o recomendado por diversas autores como, Raymer (1992) e Rosa (2006), o valor de -0,0002 por grau. O valor recomendado é pequeno, pois ao sofrer uma turbulência que desloque sua posição no sentido lateral, o momento de restauração deve ser pequeno para que a aeronave retorne à posição de equilíbrio de forma suave para evitar oscilações ao redor deste ponto. Foi construído um protótipo com os resultados obtidos na primeira análise de estabilidade estática lateral. No primeiro voo, o modelo em questão apresentou uma certa instabilidade lateral, fato que acabou por dificultar seu controle, havendo necessidade de o piloto efetuar correções através da deflexão dos comandos a todo momento. Para a análise do problema, primeiramente, foi realizada uma análise detalhada das equações, buscando por erros ou más-interpretações. Em seguida foi realizado um estudo sobre outros possíveis fatores que podem influenciar na estabilidade lateral da aeronave para então realizar alguma modificação de projeto, podendo ser modificações na parte estrutural ou o aperfeiçoamento do uso dos comandos de controle. Por fim, respeitando limites de projeto, foram apresentadas possíveis soluções por meio de um brainstorming em conjunto da equipe. A partir disto, concluiu-se que, para amenizar as instabilidades laterais da aeronave, o projeto deveria sofrer uma modificação da geometria do estabilizador vertical, além de limitar o ângulo de comando máximo do aileron.


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