Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20312 |
Resumo: | The development of the aeronautical industry has led to significant changes in the concepts currently applied to aircraft, whether for civil or military purposes. The impact of these changes on aircraft design and construction is the relentless pursuit of concepts that increase aircraft efficiency over a wider flight spectrum without impacting the safety and reliability of these systems. In this context comes the concept of adaptive aircraft, capable of adapting to the flow by aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts used in adaptive aircraft is adaptive wing, with the possibility of varying the curvature of the aerodynamic profile, which is adopted in this work. These structures have some limitations that still need to be developed, such as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this thesis describes the development of a new morphing wing concept, driven by shape memory alloy (SMA) micro spring actuators aiming at an increase in aerodynamic efficiency evaluated from the lift / drag relationship. The developed prototype, called SMArt Morphing Wing, addresses the design of the reconfiguration mechanism, drive system, skin design and wing control system. The deflection limits of the prototype were evaluated showing a controlled deflection of up to 5° on the leading edge and 15° on the trailing edge, reducing drag by 26% compared to a NACA 0012 and increasing the lift / drag ratio by 33% resulting in a better aerodynamic performance from the geometric reconfiguration of the wing. |
id |
UFPB_445a09eafbdf5403f082dd60aa4d7bf2 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufpb.br:123456789/20312 |
network_acronym_str |
UFPB |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository_id_str |
|
spelling |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de formaAsa adaptativaAsa inteligenteEstruturas inteligentesAtuadores de liga com memória de formaMicromolasAdaptive wingSmart wingSmart structuresShape memory alloy actuatorsMicro springsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe development of the aeronautical industry has led to significant changes in the concepts currently applied to aircraft, whether for civil or military purposes. The impact of these changes on aircraft design and construction is the relentless pursuit of concepts that increase aircraft efficiency over a wider flight spectrum without impacting the safety and reliability of these systems. In this context comes the concept of adaptive aircraft, capable of adapting to the flow by aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts used in adaptive aircraft is adaptive wing, with the possibility of varying the curvature of the aerodynamic profile, which is adopted in this work. These structures have some limitations that still need to be developed, such as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this thesis describes the development of a new morphing wing concept, driven by shape memory alloy (SMA) micro spring actuators aiming at an increase in aerodynamic efficiency evaluated from the lift / drag relationship. The developed prototype, called SMArt Morphing Wing, addresses the design of the reconfiguration mechanism, drive system, skin design and wing control system. The deflection limits of the prototype were evaluated showing a controlled deflection of up to 5° on the leading edge and 15° on the trailing edge, reducing drag by 26% compared to a NACA 0012 and increasing the lift / drag ratio by 33% resulting in a better aerodynamic performance from the geometric reconfiguration of the wing.NenhumaO desenvolvimento da indústria aeronáutica tem provocado alterações significativas nos conceitos atualmente aplicados em aeronaves, sejam elas para fins civis ou militares. O impacto destas mudanças sobre o projeto e construção de aeronaves é a busca incessante por conceitos que aumentem a eficiência das aeronaves em um maior espectro de voo sem impactar na segurança e confiabilidade destes sistemas. Neste contexto surge o conceito de aeronaves adaptativas, capazes de se adaptar ao fluxo por mudanças aerodinâmicas sem comprometer a segurança do voo. Um dos conceitos usados em aeronaves adaptativas é o de asa adaptativa, com possibilidade de variação do arqueamento do perfil aerodinâmico, o qual é adotado neste trabalho. Estas estruturas apresentam algumas limitações que ainda precisam ser desenvolvidas, como o sistema de atuação, sistema de controle e mecânica estrutural associada à mudança de forma. Baseado nestes aspectos, este trabalho descreve o desenvolvimento de um novo conceito de asa adaptativa, acionada por atuadores do tipo micromolas de liga com memória de forma (LMF) visando um aumento na eficiência aerodinâmica avaliado a partir da relação sustentação/arrasto. O protótipo desenvolvido, denominado de SMArt Morphing Wing, aborda o projeto do mecanismo de reconfiguração, sistema de acionamento, projeto da pele e sistema de controle da asa. Foram avaliados os limites de deflexão do protótipo apresentando uma deflexão controlada de até 5° no bordo de ataque e 15° no bordo de fuga, reduzindo o arrasto em 26% comparado a um NACA 0012 e aumentando a relação sustentação/arrasto em 33% resultando em uma melhor performance aerodinâmica a partir da reconfiguração geométrica da asa.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBSouto, Cícero da Rochahttp://lattes.cnpq.br/4099240444291318Emiliavaca, Angelo2021-07-05T19:03:24Z2020-03-052021-07-05T19:03:24Z2020-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20312porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2021-08-04T22:58:19Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/20312Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-08-04T22:58:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
title |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
spellingShingle |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma Emiliavaca, Angelo Asa adaptativa Asa inteligente Estruturas inteligentes Atuadores de liga com memória de forma Micromolas Adaptive wing Smart wing Smart structures Shape memory alloy actuators Micro springs CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
title_short |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
title_full |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
title_fullStr |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
title_full_unstemmed |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
title_sort |
Protótipo de asa adaptativa acionada por atuadores de liga com memória de forma |
author |
Emiliavaca, Angelo |
author_facet |
Emiliavaca, Angelo |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Souto, Cícero da Rocha http://lattes.cnpq.br/4099240444291318 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Emiliavaca, Angelo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Asa adaptativa Asa inteligente Estruturas inteligentes Atuadores de liga com memória de forma Micromolas Adaptive wing Smart wing Smart structures Shape memory alloy actuators Micro springs CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
topic |
Asa adaptativa Asa inteligente Estruturas inteligentes Atuadores de liga com memória de forma Micromolas Adaptive wing Smart wing Smart structures Shape memory alloy actuators Micro springs CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
description |
The development of the aeronautical industry has led to significant changes in the concepts currently applied to aircraft, whether for civil or military purposes. The impact of these changes on aircraft design and construction is the relentless pursuit of concepts that increase aircraft efficiency over a wider flight spectrum without impacting the safety and reliability of these systems. In this context comes the concept of adaptive aircraft, capable of adapting to the flow by aerodynamic changes without compromising flight safety. One of the concepts used in adaptive aircraft is adaptive wing, with the possibility of varying the curvature of the aerodynamic profile, which is adopted in this work. These structures have some limitations that still need to be developed, such as the actuation system, control system and structural mechanics associated with the shape change. Based on these aspects, this thesis describes the development of a new morphing wing concept, driven by shape memory alloy (SMA) micro spring actuators aiming at an increase in aerodynamic efficiency evaluated from the lift / drag relationship. The developed prototype, called SMArt Morphing Wing, addresses the design of the reconfiguration mechanism, drive system, skin design and wing control system. The deflection limits of the prototype were evaluated showing a controlled deflection of up to 5° on the leading edge and 15° on the trailing edge, reducing drag by 26% compared to a NACA 0012 and increasing the lift / drag ratio by 33% resulting in a better aerodynamic performance from the geometric reconfiguration of the wing. |
publishDate |
2020 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2020-03-05 2020-02-17 2021-07-05T19:03:24Z 2021-07-05T19:03:24Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20312 |
url |
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/20312 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/embargoedAccess |
rights_invalid_str_mv |
http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
embargoedAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba Brasil Engenharia Mecânica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal da Paraíba Brasil Engenharia Mecânica Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica UFPB |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB) instacron:UFPB |
instname_str |
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
instacron_str |
UFPB |
institution |
UFPB |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB) |
repository.mail.fl_str_mv |
diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br |
_version_ |
1801842976387760128 |