PROJETO ESTRUTURAL DA AERONAVE PK-17

Jonas Müller Rocha, Leonardo Facco Henker, Fabrício Antonio Egert, Jorge Luiz Rodrigues Marques

Resumo


Todo o estudo deste trabalho foi realizado para o projeto Aerodesign da Unisc, equipe Kamikase, que participa anualmente da competição Aerodesign Brasil, promovida pela SAE Brasil (sociedade dos engenheiros da mobilidade). O projeto estrutural de uma aeronave tem como principal objetivo absorver e transmitir todos os esforços mecânicos durante a missão, utilizando sempre o componente com menor peso e que atenda a todos os requisitos aeronáuticos. Uma aeronave é dividida em sete componentes principais que são: asa (responsável por gerar sustentação), empenagem horizontal (responsável por estabilizar e arfar), empenagem vertical (responsável por estabilizar e guinar), fuselagem e tail-boom (responsável por alojar a carga e os unir todos os componentes), trem de pouso (responsável por absorver os carregamentos no solo e proporcionar rolagem) e bequilha (responsável por direcionar a aeronave em solo). Para a aeronave pk-17, foi estabelecida a meta de se colocar entre os 15 melhores projetos da competição Aerodesign. Para atingir a meta, foi estimada uma aeronave com peso vazio de até 2,755 kg com uma carga paga de 11,5 kg.  Foram realizados estudos de novos materiais compósitos sanduíche para cada estrutura que atendessem à necessidade de alta resistência e baixa densidade de acordo com a solicitação do projeto, os componentes da aeronave foram dimensionados seguindo metodologias específicas para cada componente a partir de seus requisitos, as principais ferramentas utilizadas durante esta etapa foram planilhas no excel® e MatLab® para realização dos cálculos e utilizou-se softwares CAD (Desenho Assistido por Computador) SolidWorks® e AutoCAD®. O projeto levou em consideração suportes e mecanismos para retirada de carga e alojamento de componentes eletrônicos. A estrutura foi validada após a construção do protótipo, dessa forma foi possível realizar ensaios destrutivos estáticos e dinâmicos (corrida e voo) embasados em normas e alguns adaptados pela equipe de projetistas, como conclusão desses ensaios foi possível aquisição de dados da aeronave e otimização de componentes. Como resultado após o projeto, foram cumpridos todos os requisitos e atingido o peso máximo de projeto, gerando assim uma aeronave que sustenta uma carga paga de 11,5 kg e pesa 2,6 kg, eficiência estrutural de 4,42. Os outputs desse projeto foram: tempo de retirada de carga, peso da aeronave vazia, localização do centro de gravidade da aeronave, além de todas as dimensões para desenho técnico das plantas.


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