VALIDAÇÃO DO PROJETO DE ASA DA AERONAVE PKM-18 ATRAVÉS DE ENSAIO ESTÁTICO

Leonardo Facco Henker, Fabrício Antonio Egert, Jorge Luiz Rodrigues Marques

Resumo


O estudo realizado neste trabalho foi aplicado a aeronave PKM-18, uma aeronave desenvolvida na UNISC (Universidade de Santa Cruz do Sul) destinada a uma competição estudantil de Aerodesign, que é promovida anualmente pela SAE Brasil (Sociedade dos engenheiro da mobilidade do Brasil), em que a UNISC é representada pela equipe Kamikase e Kamikase Micro, das classes regular e micro. O projeto se divide em três etapas, conceitual: quando são definidos conceitos e utilizados valores com maior coeficiente de segurança para início do projeto, preliminar: quando são realizadas analises estáticas, através do projeto de cargas da aeronave e detalhado: etapa de ensaios e validações da estrutura. O trabalho foi realizado para validar o dimensionamento estrutural da asa, seus requisitos de projeto e otimizar a eficiência estrutural da aeronave, o que gera um ganho de pontuação na competição. O projeto inicia nos cálculos de dimensionamento da longarina, após uma análise estática detalhada do projeto de cargas, após este método analítico inicia a modelagem em software CAD (Computer Aided Design) onde é possível realizar uma estimativa de peso preliminar para cada componente da asa. O ensaio de validação foi desenvolvido como base em ensaios utilizados na indústria aeronáutica, levando em consideração esforços transmitidos por forças aerodinâmicas, resultantes no perfil aerodinâmico da asa, para diminuição de perdas e maior aproximação o método utiliza uma árvore de distribuição de cargas que é fabricada em MDF com corte a laser e projetada utilizando as leis da mecânica newtoniana e fundamentos de mecânica, esta árvore de distribuição é então aplicada no centro de pressão do perfil que é o ponto onde as resultam as pressões que atuam no aerofólio. Como resultados do ensaio extraímos todos os valores do projeto detalhado como margem de segurança da asa, peso final da estrutura e deformações que são imprescindíveis para projeto aeronáutico de uma aeronave. É realizada uma modelagem CAD da estrutura deformada que é posteriormente avaliada em uma análise fluidodinâmica no software XFLR5®, extraindo valores com força de sustentação, força de arrasto e momento aerodinâmico gerados na asa. Como conclusão do trabalho avaliamos que ensaios estáticos são imprescindíveis na indústria aeronáutica, já que pequenas perdas aerodinâmicas podem descaracterizar o projeto de uma aeronave quanto ao seu desempenho, os ensaios também têm como objetivo realimentar os métodos analíticos para projetos futuros tornando os protótipos otimizados.


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