METODOLOGIA ANALÍTICA DE EFICIÊNCIA DE UMA HÉLICE PARA AERONAVE NÃO TRIPULADA

Resumo

A competição SAE AeroDesign tem como objetivo a construção de uma aeronave não tripulada, operada por rádio controle com base na regulamentação imposta pela Sociedade de Engenheiros Automotivos. Para isso, a equipe Kamikase sediada pela UNISC decidiu dividir os esforços em vários grupos, conforme a demanda: um deles é a escolha pelo grupo motopropulsor. A escolha do grupo motopropulsor para competição SAE AeroDesign é uma das mais cruciais tarefas para o sucesso do projeto executado pela Equipe Kamikase. Com o objetivo de melhorar o desempenho do grupo motopropulsor, dividiu-se em duas partes: Hélice e Motor. O estudo da hélice é fundamental para o melhor desempenho da equipe na competição, pois é a hélice que produz tração para a aeronave sair da inércia e começar sua corrida de decolagem. Além disso, é função dela manter a velocidade de acordo com a que o controlador deseja. Para que a equipe tenha êxito em seu objetivo, foi criado uma metodologia para a escolha da hélice com características desejáveis para a equipe. Utilizou-se o software MATrix LABoratory (MATLAB) para a análise teórica das forças atuantes ao longo da hélice. O algoritmo foi escrito em linguagem própria do software, tendo sua fundamentação teórica na Teoria de Elemento de Pá, que consiste em fazer várias seções ao longo do comprimento da hélice e determinar suas forças atuantes. Para isso, foi utilizado o software SolidWorks, no qual a Equipe modelou a hélice APC 12”x6”, a fim de aumentar a precisão quando feita as seções, a modelagem foi feita com base nas dimensões e ângulos reais da hélice. O modelo foi utilizado para simulações usando o software Ansys. Utilizando a Análise de Elementos Finitos (FEA), de modo que sua configuração fosse de maior semelhança com as condições climáticas enfrentadas pela aeronave em voo real. A utilização do algoritmo, juntamente com a simulação utilizando o método FEA, serviu como fundamentação para testes práticos. O túnel de vento, localizado no Bloco 51 da UNISC, foi o primeiro teste prático realizado para comparação dos dados teóricos. Foi utilizado um sensor que mede a tração da hélice e sua rotação. Para maior credibilidade no estudo, foi feito o teste em voo real, verificando o desempenho da aeronave em condições climáticas reais. Os dados resultantes de todos esses testes estão sendo postos em comparação para verificação e validação e futuramente o estudo servirá como base para análise de outras hélices a fim de melhorar cada vez mais o Projeto Kamikase AeroDesign.