projecto aviao

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(Parte 1 de 4)

( Air Cargo Challenge 2009)( Air Cargo Challenge 2009)( Air Cargo Challenge 2009)( Air Cargo Challenge 2009)

Projecto FinalProjecto FinalProjecto FinalProjecto Final

Docentes:

Doutor Nuno Nunes Eng.º Aeronáutico Carlos Domingos

Elaborado por: Pedro Ferreira Nuno Ferreira

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

INTRODUÇÃO:5
NOTAÇÃO E ABREVIATURAS6
CARACTERÍSTICAS DO MOTOR7
HÉLICE8
CONTROLADOR DE VELOCIDADE9
SUPORTE DE LIGAÇÃO DO MOTOR/FUSELAGEM10
PESO:1
FUSELAGEM:12
MOTOR:12
ASAS13
ESTABILIZADOR HORIZONTAL14
ESTABILIZADOR VERTICAL15
VELOCIDADES:16
VELOCIDADE MÁXIMA16
VELOCIDADE DE PERDA16
Velocidade de perda Com Flaps a 45º16
VELOCIDADE DE DESCOLAGEM17
FLAPS17
AREA17
ELEVATOR18
AREA18
RUDDER18
AREA18
CENTRO AERODINÂMICO E CENTRO DE GRAVIDADE19
ESQUEMATICAMENTE19
CENTRO AERODINÂMICO19
Cálculos19
CENTRO DEGRAVIDADE20
Margem mínima do centro de gravidade20
Margem Máxima do Centro de Gravidade20
Centro de gravidade20
TREM DE ATERRAGEM21
DESENHOS2
PEÇAS DO V-TAI2
Rib Nº123
Rib Nº224
Spar do V-Tail25
Supreficie Móvel26

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

MONTAGEM DO V-TAIL
FUSELAGEM29
ASA30
Rib Nº130
Rib Central da Asa31
RiB da ponta da asa32
Spar da Asa3
Loft da Asa34
Montagem da Asa35
COMPARTIMENTO DE CARGA36
Cargo Bay36
Tampa do Cargo Box37
TREM DE ATERRAGEM38
Trem Principal38
Trem traseiro39
Roda39
Montagem do Trem Traseiro + Roda40
Montagem do Trem Principal + Cargo Bay41
Montagem Final do Air Cargo42
MOLDE4
BILL OF MATERIAL ( AIR CARGO )45
RELATÓRIO DE CALCULO DE ELEMENTOS FINITOS (SPAR)47
NOVAS TECNOLOGIAS APLICADAS Á AERONÁUTICA59
1 – FUSELAGEM59
Hand and Spray lay-up65
Vacuum bagging (saco de vacum)65
Enrolamento filamentar6
Pultrusão6
PROJECTO DA FUSELAGEM DO AIR-CARGO:67
2 – CAIXA DE TRANSPORTES DE PESOS DO AIR-CARGO68
3 – TREM DE ATERRAGEM68
Descrição geral dos adesivos69
Tipos de adesivos estruturais e propriedades71
Vantagens e desvantagens associadas às juntas adesivas73
PROJECTO DE FIXAÇÃO DO TREM DE ATERRAGEM:76
4 – MOLDE DA CAIXA DE TRANSPORTE DE PESOS7
O Controlo Numérico (NC)7
Movimentação78
O Controlo Numérico Computorizado (CNC)78
Esquemático de um Sistema CNC79
Características de um sistema CNC79
Vantagens e desvantagens de um equipamento CNS80
Componentes usuais de uma Máquina CNC81
Eixos do equipamento CNC81

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

Sensores de velocidade
Programas em CNC86
Projecto de maquinação do molde da caixa de transporte dos pesos8
5- FURAÇÃO DA FUSELAGEM COLD WORK8
CONSIDERADOS PONTOS CRÍTICOS POR DUAS RAZOES PRINCIPAIS QUE SÃO:8
Concentração de Tensões8
Defeitos Superficiais8
DISTRIBUIÇÕES DE TENSÕES EM VOLTA DE UM FURO89
Onde e quando se utiliza o Cold Work89
Gráfico do esforço máximo / Ciclos por falha consoante o tipo de furo90
Furo com Cold Work90
REGULAMENTO DO AIR CARGO 200991
CONCLUSÃO124
BIBLIOGRAFIA125

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

Introdução:

• Este trabalho consiste em criar uma aeronave para o concurso Air Cargo Challenge 2009 a realizar na Covilhã dimensionando as principais características aerodinâmicas, e estimar os respectivos parâmetros de voo da aeronave tendo sempre em conta as limitações impostas pelo regulamento, também iremos utilizar o programa Catia V5 R19 para efectuar todos os desenhos e montagens e Molde do Air Cargo, bem como BOM (Bill of Material) e a analise dos Elementos Finitos também iremos abordar alguns processos de implantação de novas tecnologias aplicados ao fabrico de Aeronaves.

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Notação e Abreviaturas We Peso em vazio da Aeronave

Wo Peso Máximo da Aeronave CHT Coeficiente de volume do estabilizador Horizontal SHT Are do estabilizador Horizontal Cw Corda média da Asa Sw Área da Asa Lht Distancia entre centro aerodinâmico da asa e o centro aerodinâmico de estabilizador Horizontal

Lvt Distancia entre centro aerodinâmico da asa e o centro aerodinâmico de estabilizador Vertical Cvt Coeficiente de volume do estabilizador vertical Svt Área do estabilizador vertical Bw Envergadura da asa Acw Centro Aerodinâmico da Asa AcHs Centro Aerodinâmico do Estabilizador Horizontal Ac Ar/c Centro Aerodinâmico da Aeronave Ac Vs Centro Aerodinâmico do estabilizador Vertical CG Centro de Gravidade Hp Potencia em Horse Power Vmax Velocidade Maxima V stall Velocidade de Perda Vcruz Velocidade de Cruzeiro V1motor Velocidade Maxima da Aeronave a operar com um motor S Area A flaps Area de Flaps A rudder Area do rudder A elevator área do elevator

A ailerons Area dos Ailerons

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

7 Características do Motor

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Hélice

Esta hélice é fabricada totalmente em carbono e foi escolhida por nós por ser muito leve e aerodinamicamente é muito eficiente foi desenvolvida especialmente para motores AXI 5330/F3A e para os modelos padrão. 2820/x Esta configuração foi testada e permite alcançar o peso total do plano longitudinal na faixa inferior a 4500g. Melhorando a eficiência e tendo alcançado maior desempenho do que a hélice AXI 10 "x 5" F3A Carbono e AXI 5330/F3A

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9 Controlador de velocidade

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10 Suporte de ligação do Motor/Fuselagem

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Peso: Tabela Nº1

Peso

Distribuição do peso em %

Controlador de Velocidade0,045 Kg 0.0992 lb 1,8 %
Bateria0,200 Kg 0.4409 lb 8 %

Podemos calcular o rácio entre o Peso em vazio (We) e o peso máximo a descolagem (Wo).

Como podemos visualizar a vermelho no gráfico nº1 á direita o nosso rácio We/Wo encontra-se dentro dos limites padrão pois este rácio varia entre 0.45 e 0.62 para uma aeronave do género (General

Aviation Single)

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

Fuselagem:

Iremos achar o comprimento da Fuselagem através da fórmula:

Motor:

Fabricante Modelo cilindrada Alimentação Potência/motor motores Potencia Total (Hp)

AXI 2820/10 0 Eléctrico 300.9 W 1 0.404 (Hp)

Tabela Nº2

Para ver se os nossos motores estão dentro dos valores padrão iremos efectuar o rácio Hp/Wo isto é a relação Horse Power por lb e ver se está perto do valor 0.07 indicado da tabela em baixo á direita.

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

Asas

Tabela Nº3

Como podemos visualizar nas duas tabelas á esquerda os nossos valores estão dentro dos parâmetros pois temos um aspecto de rácio de 7.628 e na tabela o aspecto de rácio para um general aviation- single engine é de 7.6 e o dihedral é de 1 grau e na tabela podemos ver que para uma aeronave civil de asa alta este valor varia entre 0 e 2 graus.

Asa corda Raiz 0.237 m 0.778 ft Corda ponta 0.237 m 0.778 ft Emvergadura da Asa 1.81 m 5.94 ft

Dihedral 1

AR=B2/S 7,628 Tipo de Asa Naca 2412 (popular)

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Estabilizador Horizontal

Para calcular a área do estabilizador horizontal irei utilizar a seguinte formula

Como quero que CHT seja igual a 0,70 para estar dentro os valores da tabela do Tail volume coeficiente e os restantes valores já são conhecidos como Lht= 2.5 ft , Sw=4.628 ft2, Cw=0.778 ft irei efectuar alguns cálculos para concluir quanto ft2 tem que ter o estabilizador horizontal

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