Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes Junior, Rodrigo Simões
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231141
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.
id UFSC_5047096a616273fbb219d3867b27b4e9
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/231141
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falhaEngenharia mecânicaHidráulicaAtuadores hidráulicosAeronavesDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento dinâmico de um Atuador Hidráulico Digital ? DHA para acionamento de superfícies de controle de aeronaves em condição de falha. Os acionamentos hidráulicos são amplamente utilizados em superfícies de controle de aeronaves, sendo a abordagem mais tradicional para esse fim o controle por servoválvulas ou válvulas proporcionais. Entretanto, a baixa eficiência energética devido aos efeitos restritivos e vazamentos internos vem motivando o desenvolvimento de novas soluções, onde destacam-se os sistemas hidráulicos digitais, que tem se mostrado como alternativa promissora para aliar o tradicional e já bem estabelecido desempenho robusto da hidráulica com ganhos de eficiência energética devido a eliminação desses efeitos. Contudo, poucos estudos ainda são encontrados sobre o desempenho de atuadores hidráulicos digitais em condições de falha, bem como sua capacidade de reconfiguração para promover a tolerância a falhas do sistema, sendo este um dos principais requisitos para aplicações aeronáuticas. Estudos iniciais para a concepção DHA mostraram que em condições de falha o atuador perde a capacidade de exercer determinados valores de força, que podem comprometer o desempenho operacional e a sua confiabilidade. Até o momento, não havia sido formalizada uma estratégia de reconfiguração para o sistema operando em falha, não se sabendo, portanto, se este seria capaz de continuar atendendo aos requisitos operacionais e garantir redundância funcional. Neste sentido, os resultados apresentados nesta dissertação compõem uma serie de análises realizadas com a concepção DHA, os quais permitiram uma maior compressão do seu comportamento em condições de falha, de forma a entender quais são os requisitos mínimos de redundância que garantem a operacionalidade do sistema para diferentes falhas. Para isto, foram utilizados experimentos e modelos matemáticos dos atuadores estudados que foram posteriormente redimensionados e aplicados nos elevons de um modelo de aeronave de combate na configuração delta-canard e monoposto. Por fim, esta dissertação se soma ao conjunto de trabalhos desenvolvidos pela parceria Brasil-Suécia envolvendo LASHIP-UFSC, FLUMES-LIU, CERTI e SAAB AB, que vem apresentando resultados promissores em soluções de atuadores hidráulicos digitais para fins aeroespaciais, recebendo reconhecimento internacional como referência nesta temática.Abstract: This Master's thesis presents an analysis of the dynamic behavior of a Digital Hydraulic Actuator ? DHA designed for flight control purposes under a failure condition. The hydraulic technology is widely used for controlling flight surfaces in aircraft and the traditionally approach for this purpose is the control by servo or proportional valves. Nevertheless, the low energy efficiency of the conventional solutions, due to the resistive effects and internal leakage, has been motivating the development of new solutions that increasing the energy saving. In this scenario, the new researches on Digital Hydraulic Systems have shown the great potential of this technology to combine the well-established and robust performance of the hydraulic technology with high levels of energy efficiency. Nowadays, just a few studies are found about the DHA performance under a failure conditions, and also about their ability to reconfigure itself and increase the system?s fault tolerance, one of the main requirements for aeronáutical applications. The initial studies for the DHA conception under failure conditions showed that the actuator loses some discrete forces values, which can compromise their operational performance and reliability. Until now, a system failure reconfiguration strategy had not yet been formalized, and it is not known, therefore, if the system would be capable to meet the operational requirements and guaranteeing the functional redundancy. The results presented in this Master?s thesis comprise a series of analyzes that were carried out for the DHA concept, which allow an overview of the DHA behavior under failure conditions in order to better understand the functional redundancy requirements. Experimental tests at LASHIP's Digital Hydraulic test rig which comprises a DHA prototype were carried out and also simulations with validated mathematical models of the actuators were applied in a fighter aircraft model. The results of this Master's thesis adds to the set of previous works developed throungh the Brazil-Sweden partnership involving LASHIP-UFSC, FLUMES-LIU, CERTI, and SAAB AB, which has been showing promising results in Digital Hydraulics solutions for aerospace purposes, and receiving international recognition in this theme.De Negri, Victor JulianoFernandes, Rodrigo BastosUniversidade Federal de Santa CatarinaLopes Junior, Rodrigo Simões2022-02-14T13:33:38Z2022-02-14T13:33:38Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis167 p.| il., gráfs.application/pdf374240https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231141porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-02-14T13:33:38Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/231141Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732022-02-14T13:33:38Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
title Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
spellingShingle Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
Lopes Junior, Rodrigo Simões
Engenharia mecânica
Hidráulica
Atuadores hidráulicos
Aeronaves
title_short Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
title_full Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
title_fullStr Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
title_full_unstemmed Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
title_sort Avaliação do desempenho dinâmico de um atuador hidráulico digital para aplicações aeronáuticas em condição de falha
author Lopes Junior, Rodrigo Simões
author_facet Lopes Junior, Rodrigo Simões
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv De Negri, Victor Juliano
Fernandes, Rodrigo Bastos
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Lopes Junior, Rodrigo Simões
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia mecânica
Hidráulica
Atuadores hidráulicos
Aeronaves
topic Engenharia mecânica
Hidráulica
Atuadores hidráulicos
Aeronaves
description Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2021.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021
2022-02-14T13:33:38Z
2022-02-14T13:33:38Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 374240
https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231141
identifier_str_mv 374240
url https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/231141
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 167 p.| il., gráfs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652293811208192

Registros relacionados