Metodologia e aplicação de um modelo integrado de mecânica do voo e aeroelasticidade
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31417 |
Resumo: | Due to the growing demand for more fuel-efficient aircraft, major manufacturers are designing lighter and more flexible structures. Consequently, isolated flight dynamics and aeroelasticity evaluations are no longer sufficient. This work shows a methodology for developing an integrated flight dynamics and aeroelasticity model. First, an introduction to aeroelasticity model is carried out, followed by an axes transformation from principal axes to body axes. The state-space model is formulated through an intermediate step where the frequency domain aerodynamic forces are transformed into the Laplace domain (RFA). Later, a flight dynamics model is presented applying small-disturbance theory. Then, both models are integrated into a state-space system that has the flight dynamics' rigid motion and the aeroelasticity's flexible modes. Finally, the methodology is applied to a generic aircraft model and both frequency and time domain analyzes are performed to compare the response of the integrated model to the isolated models. |
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Metodologia e aplicação de um modelo integrado de mecânica do voo e aeroelasticidadeMethodology and application of a flight dynamics and aeroelasticity integrated modelAeroelasticidadeMecânica do vooAeroservoelasticidadeRFAModelo integradoAeroelasticityFlight dynamicsAeroservoelasticityRational function approximationIntegrated modelCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL::ESTRUTURAS AEROESPACIAIS::AEROELASTICIDADEDue to the growing demand for more fuel-efficient aircraft, major manufacturers are designing lighter and more flexible structures. Consequently, isolated flight dynamics and aeroelasticity evaluations are no longer sufficient. This work shows a methodology for developing an integrated flight dynamics and aeroelasticity model. First, an introduction to aeroelasticity model is carried out, followed by an axes transformation from principal axes to body axes. The state-space model is formulated through an intermediate step where the frequency domain aerodynamic forces are transformed into the Laplace domain (RFA). Later, a flight dynamics model is presented applying small-disturbance theory. Then, both models are integrated into a state-space system that has the flight dynamics' rigid motion and the aeroelasticity's flexible modes. Finally, the methodology is applied to a generic aircraft model and both frequency and time domain analyzes are performed to compare the response of the integrated model to the isolated models.Pesquisa sem auxílio de agências de fomentoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Em virtude da crescente demanda por aeronaves mais eficientes e com menor consumo de combustível, as grandes fabricantes estão projetando estruturas mais leves e flexíveis. Consequentemente, avaliações isoladas de mecânica do voo e aeroelasticidade são insuficientes. Este trabalho apresenta uma metodologia para integrar os modelos de mecânica do voo e aeroelástico. Primeiro, é realizada uma breve apresentação do modelo aeroelástico seguida de uma transformação dos eixos principais de inércia para os eixos do corpo. O modelo em espaço de estados é formulado através de um passo intermediário em que as forças aerodinâmicas são transformadas do domínio da frequência para o domínio de Laplace (RFA). Em seguida, é introduzido um modelo de mecânica do voo utilizando a teoria de pequenas perturbações. Os dois modelos são integrados em um sistema em espaço de estados que apresenta as características de corpo rígido providas do modelo de mecânica do voo aliadas aos modos flexíveis aeroelásticos. Por fim, a metodologia é aplicada em uma aeronave genérica e análises tanto no domínio da frequência quanto no domínio do tempo são realizadas para comparar a resposta do modelo integrado com ambos os modelos isolados.Universidade Federal de UberlândiaBrasilEngenharia AeronáuticaPedras, Marcos Heinzelmann Junqueirahttp://lattes.cnpq.br/8695485336072583Morais, Tobias Souzahttp://lattes.cnpq.br/1662045974941011Guimarães, Thiago Augusto Machadohttp://lattes.cnpq.br/0859338195145281Castro Neto, Roberto Martins deMiyadaira, Guilherme Hiroiti Gomes2021-03-11T19:08:46Z2021-03-11T19:08:46Z2020-03-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfMIYADAIRA, Guilherme Hiroiti Gomes. Metodologia e aplicação de um modelo integrado de mecânica do voo e aeroelasticidade. 2020. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31417porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2021-03-12T06:15:58Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/31417Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2021-03-12T06:15:58Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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