Projeto, construção e verificação de um dinamômetro para o grupo motopropulsor de aeronaves do aerodesign - Lovizon, Anderson (My University, 2019)
This study aimed at the project, the construction and verification of a bench dynamometer, denominated TracTor, that collects data of torque and traction of the Aerodesign aircraft powertrain, as a function of the wind speed. The powerplant used in the validation consisted of an APC 12.25 '' x 3.75 '' propeller and an O.S 55FX engine. For its development, it was used measuring instruments such as: two 100 N load cells, a Hobbico digital tachometer, a Measurement Specialties MS4525 pitot tube and the UCS wind tunnel. The load cells were calibrated by means of standard masses. The wind speed measured by the MS4525 pitot tube was compared to Kimo MP120 pitot tube values. Three experimental tests were performed, each in 5 different levels of relative wind velocities. For each verified wind speed it was processed, by a 100 arduino mega 2560 platform, 100 values of torque, traction and wind speed were subsequently saved in an Excel spreadsheet. The torque and traction verification process was performed by comparing the results obtained in the experimental tests, considering a 95.45% confidence interval, in relation to the same theoretical data provided by the propeller manufacturer, APC Propellers. However, it was found that the measured torque results were up to six times higher than the theoretical ones. This difference may be related to the vibrations generated by the motor that have resulted in pulsating loads in the load cell. This effect is confirmed by the high standard uncertainty values obtained in the torque measurements. Meanwhile, the traction check showed an average difference of 25.56% between the experimental and theoretical values. The parabolic behavior of the experimental tensile force curve proved to be compatible with the theoretical curves available in the literature. In addition, the low values of standard tensile strength uncertainty indicated that the engine vibration did not influence the results. The differences observed in relation to the theoretical values of the manufacturer may be related to the actual geometric shape of the propeller tested which may differ in theory. Another source of error may be related to the measurement of the rotation speed of the propeller. Finally, the Tractor dynamometer proved to be adequate, especially to make the static and dynamic traction readings of the Aerodesign aircraft powertrain (sic).
Este trabalho objetivou no projeto, construção e verificação de uma bancada dinamômetro, denominada dinamômetro TracTor, que coleta dados de torque e tração do conjunto motopropulsor de aeronaves do Aerodesign, em função da velocidade do vento. O conjunto motopropulsor usado na validação se constituiu de uma hélice APC 12,25?? x 3,75?? e um motor O.S 55FX. Para o seu desenvolvimento, se utilizou instrumentos de medição, tais como: duas células de carga com capacidade de 100 N, um tacômetro digital da Hobbico, um tubo de pitot MS4525 da Measurement Specialties e o túnel de vento da UCS. As células de carga foram calibradas por meio de massas padrão. A velocidade do vento medida pelo tubo de pitot MS4525 foi comparada com valores do tubo de pitot MP120 da Kimo. Realizaram-se três testes experimentais, cada um em 5 diferentes níveis de velocidades do vento relativo. Para cada velocidade do vento foram processados, por uma plataforma arduino mega 2560, 100 valores de torque, tração e velocidade do vento que posteriormente foram salvos em uma planilha Excel. O processo de verificação do torque e da tração se deu pela comparação dos resultados obtidos nos testes experimentais, considerando um intervalo de 95,45% de confiabilidade, em relação aos mesmos dados teóricos disponibilizados pelo fabricante da hélice, a APC Propellers. Contudo, verificou-se que os resultados medidos do torque se apresentaram até seis vezes mais elevados que os teóricos. Essa diferença pode estar relacionada às vibrações geradas pelo motor que resultaram em cargas pulsantes na célula de carga. Tal efeito é confirmado pelos elevados valores de incerteza padrão obtidos nas medições de torque. Enquanto isso, a verificação da tração apresentou uma diferença média de 25,56% entre os valores experimentais e teóricos. O comportamento parabólico da curva experimental de força de tração se mostrou compatível com as curvas teóricas disponíveis na literatura. Além disso, os baixos valores de incerteza padrão da força de tração indicaram que a vibração do motor não influenciou nos resultados. As diferenças constatadas em relação aos valores teóricos do fabricante podem estar relacionadas com a real forma geométrica da hélice ensaiada que pode diferir da forma teórica. Outra fonte de erro pode estar relacionada com a medição da velocidade de rotação da hélice. Por fim, o dinamômetro Tractor mostrou-se adequado, especialmente para fazer as leituras de tração estática e dinâmica do grupo motopropulsor de aeronaves do Aerodesign (sic).
Keywords: Engenharia mecânica; Dinamômetro; Projeto de produtos; Produtos novos