Análise aeroelástica de uma estrutura alar de VANT

Abstract

A indústria aeronáutica é conhecida por levar os conceitos de engenharia aos limites, projetando e construindo desde veículos com toneladas de massa que tem a capacidade de alçar voos de centenas de quilômetros até aeronaves pequenas para missões de curto alcance. Neste ambiente, o desenvolvimento de novos materiais leves é constante, por diversas razões, que vão desde o menor consumo de combustível até a maior agilidade de manobra da aeronave. Este avanço tecnológico de materiais tem produzido estruturas alares cada vez mais flexíveis que, em voo, estão sujeitas à ação de fenômenos aeroelásticos como o flutter, oriundo da ressonância de uma estrutura em decorrência do acoplamento dinâmico de modos de vibração estimulados por forças aerodinâmicas externas. A análise da possível ocorrência de flutter está presente em aeronaves comerciais, e até mesmo em projetos estudantis de competição, como o AeroDesign Brasil. Neste contexto, este trabalho apresenta o estudo de aeroelasticidade da asa do protótipo JF-01, utilizando dados de ensaios de flexão e torção na calibração de um modelo estrutural simplificado. Os resultados mostraram que dentro da faixa de operação da aeronave não será observado o fenômeno de flutter.

The aeronautic industry is known by taking the engineering concepts to its limits, projecting and building from vehicles with tons of mass which have the capacity of making hundreds of kilometers flights to small aircrafts for short range missions. In this environment, the development of new materials is constant, by diverse reasons, which go from the lesser spent of fuel to the highest maneuverability of the airship. This material technological advance has produced flexier wing structures that, during flight, are subjected to the action of aeroelastic phenomena like flutter, which arises from the resonance of a structure in consequence of de dynamic coupling of vibration modules stimulated by external aerodynamic forces. The analysis of the possible occurrence of flutter is present in commercial airships, and even in student competition projects, like AeroDesign Brasil. In this context, this paper presents the study of aeroelasticity at the JF-01 prototype, using flexion and torsion experimental tests in the calibration of a simplified structural model. The results have shown that inside the operation range of the aircraft won’t be observed the phenomenon of flutter.