Projeto conceptual de uma aeronave pequena de baixo custo para aplicação em controlo cooperativo

• Autor(a) principal: Silva, Rafael
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.26/39752
• topic: Asa voadora; Controlo cooperativo; Design conceptual; Túnel aerodinâmico; Manufatura aditiva; Flying wing; Swarm robotics; Conceptual design; Aerodynamic tunnel; Additive manufacturing

Tendo como objetivo principal a busca por uma estrutura capaz de satisfazer as necessidades previstas para o desenvolvimento do controlo cooperativo, integrado no plano de Investigação e Desenvolvimento do Centro de Investigação da Academia da Força Aérea, encontra-se na presente dissertação um modelo de aeronave proposto e validado. Após serem salientados os requisitos essenciais ao sistema de controlo cooperativo, é apresentado um tipo de arquitetura do qual se destacam os sistemas de voo associados à mesma. Deste modo, após dimensionar o corpo onde estarão presentes os sistemas, opta-se por um design estrutural de asa voadora, em espuma, com uma caixa central fabricada através de manufatura aditiva. Através de uma comparação com outros modelos idênticos e métodos analíticos para valores de carga alar e power loading, desenvolve-se um modelo computacional da aeronave final, justificando os perfis alares a utilizar na sua elaboração. O modelo final desenvolvido é caraterizado por um design de asa voadora, com peso à descolagem de 1,2 kg e uma envergadura de 1 m. Este modelo é validado através de uma ferramenta computacional, executando-se uma caraterização aerodinâmica e uma análise de estabilidade. Posteriormente, é desenvolvido um modelo à escala de 1/1,25 para ser utilizado no túnel aerodinâmico. Os dados obtidos são comparados com a simulação computacional, validando a aeronave segundo este método. Finalmente, é desenvolvido um protótipo real do modelo sujeitando-o a ensaios em voo por forma a ser validado através de um método prático. Esta dissertação satisfaz assim a necessidade da estrutura propondo uma aeronave de construção rápida, baixo custo e capaz de responder às necessidades de um controlo cooperativo, validada segundo uma análise teórica, computacional com base no XFLR5, experimental através do túnel aerodinâmico e prática através de ensaios em voo.