Avaliação comparativa de diferentes métodos de análise de estabilidade longitudinal estática aplicados a uma aeronave da competição SAE Brasil aerodesign
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Data
2021-07-24Orientador
Kucera, Sergio da Silva
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Este trabalho trata da avaliação de diferentes métodos de análise de estabilidade longitudinal estática com o intuito de analisar as diferenças dos resultados obtidos para uma aeronave destinada à competição SAE Brasil Aerodesign. Para isso avaliou-se os métodos analíticos apresentados em duas vertentes, Perkins e Robert (1949) e Nelson (1998), e, para a margem estática, também utilizou-se o software de análise de estabilidade e controle longitudinais Gyles Aerodesign Pitch Stability Estimator. As principais diferenças encontradas entre os métodos apresentados pelas duas bibliografias foram quanto à forma de estimar valores de variação do ângulo de downwash com o de ataque da asa e à distinção entre os vetores de sustentação e arrasto e os fixados à linha de referência do avião atuantes na asa e no estabilizador horizontal. Quanto a isto foi possível avaliar que as diferenças existentes são desprezíveis para os cálculos de estabilidade. Para a variação do ângulo de ataque induzido, com a metodologia apresentada em Perkins e Robert (1949) encontrou-se valores mínimo 16% menor e máximo 21,2% maior que os calculados seguindo o método indicado por Nelson (1998), que apresenta resultados com maior variação. Observou-se ainda a oportunidade de redução da margem estática em 3,1 pontos percentuais, respeitando os requisitos da equipe Aerosul para esta variável, o que implicaria na redução dimensional do avião e, consequentemente, na diminuição de massa. Com o software aplicado às análises, os resultados de margem estática flutuaram entre aqueles encontrados com os métodos analíticos apresentados pelas duas bibliografias, com valor mínimo de 0,5 ponto percentual menos estável do que o calculado com Nelson (1998), referência atualmente utilizada pela equipe. Também foram encontradas diferenças de até 1,1° entre os resultados obtidos com ambos os métodos para o ângulo de ataque induzido, com consequente variação do ângulo de ataque atuante na empenagem horizontal. Para este, observou-se que, para regimes mais próximos ao estol da empenagem horizontal, região crítica de análise, as diferenças de valores obtidas são pequenas, portanto, considerou-se satisfatória a utilização de ambos os métodos analíticos. [resumo fornecido pelo autor]