Estudo de forças mássicas no fator de carga de uma aeronave rádio controlada

Abstract

O projeto SAE Aerodesign visa o desenvolvimento de um protótipo em escala reduzida de uma aeronave, com o intuito de propiciar um desafio aos estudantes de engenharia e formar melhores profissionais para o mercado de trabalho aeronáutico. Nesta competição as equipes são avaliadas de forma que as mais competitivas em testes de voo consigam melhores colocações. Assim, algumas características próprias da aeronave e seu percurso devem ser consideradas na escolha de critérios de falha, que se tornam muito conservativos se seguidas normas aeronáuticas vigentes. O objetivo deste trabalho é estudar a contribuição de majoramento de cargas proveniente das forças mássicas observadas na aeronave durante uma simulação do trajeto de voo da competição. Para isso, foram adquiridos através de um acelerômetro dados de aceleração que, utilizados em conjunto com as equações de dinâmica de corpos rígidos e do princípio de D’Alembert, nos fornecem os carregamentos estáticos equivalentes sobre a asa. Os resultados nos mostram que o fator de carga proposto por norma não é competitivo, e muito conservativo. O trabalho apresenta um estudo preliminar em um dos fatores que devem ser levados em consideração na confiabilidade estrutural da asa da aeronave, porém mais análises devem ser realizadas para uma proposta final de um fator de carga definitivo.

The SAE Aerodesign project aims to develop a prototype of a scaled-down aircraft in order to propose a challenge to undergraduate engineering students and form better professionals for jobs in the aviation industry and related fields. In this competition, the teams are evaluated such that the most competitive one in flight-testing achieve better placements. Thus, certain characteristics of the aircraft and its flight plan should be considered in the failure criteria of its project, which may become very conservative if based on aviation standards. The objective of this work is to study the contribution of the inertial forces on the static loads of the aircraft during a simulated flight plan of the competition. In order to achieve this objective, the acceleration data were acquired by an accelerometer and it was used in conjunction with the equations of motion of a rigid body and the D'Alembert principle to obtain the equivalent static loads on the wing. The results show that the load factor for the proposed rule is not competitive, and very conservative. This paper presents a preliminary study of the factors that must be considered in the structural reliability of the wing of the aircraft, but more studies should be conducted for a final proposal for a definitive load factor for the aircraft.