Procedimento de análise aeroelástica numérica para protótipo de asa voadora de pequeno porte

Abstract

Na competição SAE Brasil Aerodesign, as aeronaves mais leves são geralmente as mais competitivas. Consequentemente, efeitos aeroelásticos acabam ganhando grande importância na performance e na segurança, uma análise precisa destes efeitos então se faz necessária. No presente trabalho, são feitas análises de cargas e aeroelasticidade da aeronave de 2020 da equipe Draco Volans Aerodesign, buscando avaliar os aspectos estabilidadeestruturalestáticaedinâmica.Paraisso,inicia-seotrabalhofazendoumaanálise de cargas para identificação dos casos críticos e cálculo das distribuições de sustentação desses casos, esses dados são utilizados para o dimensionamento da estrutura (fora do escopo deste trabalho). Com a estrutura definida, é criado um modelo CAD simplificado apropriado para análise em elementos finitos. A análise MEF é divida em 2 etapas. A primeira,trata-sedaanáliseaeroelásticaestática,cujosfocossãoaavaliaçãododesempenho aerodinâmico da estrutura deformada e a verificação das tensões da estrutura, aferindo se todos os componentes resistem aos esforços. A segunda, é uma análise dinâmica para calcular a velocidade de flutter. Na velocidade máxima da aeronave (29m/s) a queda no CLα foi de 2,7%, a queda na CLδ foi de 13,2%, as tensões críticas nas estruturas foram um esforço cisalhante 1,5 MPa na madeira balsa, resultando em fator de segurança de 1,4 e o esforço cisalhante de 12,8 MPa em um dos tubos de carbono resultando num fator de segurança de 3,23. A velocidade de flutter encontrada foi de aproximadamente 160m/s. Vale ressaltar que não foi possível aplicar uma correção aerodinâmica necessária para melhor precisão da análise. Apesar disso, as distribuições aerodinâmicas não corrigidas e corrigidas são próximas o suficiente para que se possa tirar conclusões relevantes. Concluiu-se que a aeronave é segura nas condições críticas.