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O projeto apresentado tem por finalidade criar e desenvolver um conjunto de trem de pouso retrátil
Tipologia: Trabalhos
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(19) 99312-1605 calexmilani@yahoo.com.br Projeto/Trabalho
(19) 98257-7040 andre_zulian@hotmail.com.br Cálculo/Trabalho
(19) 97109-1184 luizmarques17@gmail.com Resumo
(19) 3547-2109 mar_cardoso@yahoo.com.br Cálculo/Projeto
(19) 99702-4720 mateussantos11@hotmail.com Resumo
(19) 3551-0671 patrick_braga@hotmail.com.br Projeto/Trabalho
Figura 1.1 - Alumínio Naval 7075-651.
Figura 1.2 - Aço Mola
Figura 1.3 Pneu Borracha Maciça
O alumínio 7075-T651 dispõe de uma excelente usinagem e estabilidade, possui uma elevada dureza e resistência, que o torna muito útil para produções de grandes escalas. Possui características e benefícios excelentes, como exemplo, comparando ele com outras matérias, é superior a facilidade de cortar, tornear, fresar, perfurar e polir de uma maneira rápida, além de ser econômico, tenaz, duro, resistente a corrosão, soldável e reciclável. Esse tipo de alumínio vem se tornando um referencial para a fabricação de moldes para uma infinidade de produtos plásticos. É utilizado e aplicado na indústria automobilística, indústria aeronáutica, militar, máquinas e equipamentos, moldes para injeção de plástico e estruturas, e até para elementos de computadores, pet, robótica, matrizaria, automação, brinquedos, entre outros.
Cr Cu Fe Mg Mn Ni Si Ti Zn Zr+Ti Outros Al Min. 0,18 1,2 2,1 5, Max. 0,28 2,0 0,50 2,9 0,30 0,05 0,40 0,20 6,1 0,25 0,05 Restante Tabela 1.1 – Composição Química Liga Peso Espec (g/cm³)
Mód. de Elast. MPa
Mód. de Rig. MPa
Temp. de Fusão (°C)
Calor Esp. (0- 100°C) (Cal./g°C)
Coeficient e de Exp. Linear (L/°C)
Cond. Térmica (25°C) (Cal./cm °C)
Cond. Elétrica (IACS) % 7075 2,80 73000 27500 475- 630
0,23 24x10-6 0,29 30, Tabela 1.2 – Propriedades Físicas Aço Mola Aço mola é material que apresenta a característica de retornar a forma original, após sofrer alguma deformação, como por exemplo, uma placa de aço que apresenta essa característica, ao ser dobrado em um ângulo de 90º, ele não irá permanecer nessa posição, podendo voltar a sua forma original e até mesmo se romper, se no caso ultrapassar a resistência do material dobrado. O que dá esta característica ao material é seu percentual de carbono e sua exposição a tratamentos térmicos. TIPO DE AÇO
LIGA C Mn Si Cr Ni AÇO ALTO CARBONO
SAE 1070 / 1075
0,65 a 0,80%
0,40 a 0,90%
0,15 a 0,30% -^ -
O projeto apresentado tem por finalidade criar e desenvolver um conjunto de trem de pouso retrátil, usando no mínimo três tipos de materiais, para que suporte as tensões exigidas em procedimentos de pouso, decolagem e frenagem em um aeromodelo de porte médio com categoria em escala de 90% de aparência externa real e 28% de seu tamanho em escala real. A aeronave que recebera o trem de pouso retrátil é um aeromodelo T27 Tucano, cópia de uma aeronave usada pela FAB – Força Aérea Brasileira, cuja fabricação é manual. Suas especificações básicas são fuselagem feita em madeira Balsa e Compensado, com o seu cumprimento total de 2,0 m e sua envergadura 2,2 m, com sua massa dada em peso 10 kg e com sua altura da base, a fixação do trem de pouso, aproximadamente 0,30 m. Os trens de pouso são um dos equipamentos mais importante e indispensável para que uma aeronave possa ter seu funcionamento adequado e completo, são usados para sustentar a sua massa e resistir cargas altas e absorção de enormes impactos causados durante a decolagem e principalmente ao posar, também são exercias para o direcionamento e taxi amento de uma aeronave. Nosso desenvolvimento é feito em cima da ideia já existente de um trem de pouso. O trem de pouso é feito em cima de um modelo de triciclo, com dois trens retrateis posicionados em cada parte dos lados da asa e um trem retrátil central, posicionado na parte dianteira da fuselagem, porém com uma diferença entre os outros dois. Além de ter a mesma função de trem, ele também tem a função de direcionamento e taxiamento da aeronave quanto estiver ao solo.
Projeto
Desenvolvimento de ideias
Fase 1 Fase 2
Definição do memorial de cálculo
Definições e revisão bibliográficas
Desenvolvimento técnico
Definição dos tipos de Materiais
Definições de custo/preço e data de entrega.
Apresentação em desenhos 2D e 3D
Conclusão final
Entre vários modelos para o aeromodelismo, a escolha do modelo Tucano T-27 vem da fácil aprendizagem, simplicidade que abrange desde os iniciantes até os profissionais e custo/benefício. Mesmo com muito conjuntos que envolvem o aeromodelo, o trem de pouso é um dos principais, embora a complexidade em selecionar no mínimo três matérias para a montagem do trem de pouco, a usinagem, desenvolvimento do desenho e junção das peças. Sendo de grande importância numa aeronave, pois dependendo do seu tipo, pode aumentar sua vida útil.
Antes de começarmos a falar sobre o nosso projeto de construção e desenvolvimento de um trem de pouso retrátil, veremos algumas informações sobre aeromodelos e competições nacionais e internacionais. 1° A SAE Brasil (Sociedade de Engenheiros da Mobilidade) trouxe dos EUA em 1999 a competição SAE Aero design que propõe aos estudantes de engenharias, mecânica, física e ciências aeronáuticas o desafio de projetar e construir um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado). Além disso, este evento visa propiciar o intercâmbio e a difusão de técnicas e conhecimentos na área de engenharia aeronáutica. As equipes se dividem em três classes de projeto: regular aberta e micro. A competição divide-se em duas etapas distintas para avaliação do projeto e do desempenho da aeronave. Dentre os principais quesitos analisados na etapa de projeto estão: aerodinâmica, estabilidade e controle, análise estrutural e desempenho. A segunda etapa consiste na competição propriamente dita, onde a aeronave é testada, em sucessivas baterias, transportando cargas úteis sempre crescentes, até as condições limites de cada projeto, sendo o voo controlado e tendo 61 metros para decolagem. Uma equipe da faculdade UFSJ, constituída por alunos de graduação em engenharias mecânica e elétrica participam desde 2001 da competição SAE Aero design. Nos últimos dois anos (2008 e 2009) a equipe ficou entre as dez melhores equipes do país, terminando a competição em nono lugar, o seu projeto do trem de pouso foi fundamental para a segurança em voo. Porem No ano de 2008 o desempenho do trem de pouso foi fundamental para a aeronave, mas devido a os materiais usados não tiveram um bom resultados. Ai então perceberam que a importância que o trem de pouso basicamente tem as funções de dissipar energia de impacto durante o pouso e de prover os meios de manobra da aeronave em solo, para pode manter sua eficiência e integridade aerodinâmica. Então em 2009, a equipe de Aero design da UFSJ empenhou-se em projetar um trem de pouso para a aeronave. Este projeto tem como principais exigências as características de baixa densidade específica do material e rigidez moderada. A rigidez e resistência do material devem ser suficientes para garantir a segurança da aeronave, ou seja, a capacidade de não ocorrerem falhas e quebras. Materiais e Métodos A sequência adotada para o desenvolvimento deste estudo foi: seleção dos materiais (compósito); - caracterização dos compósitos; determinação das suas proporções na fabricação do trem de pouso;
simulação numérica do trem de pouso através de elementos finitos uni e bidimensionais; ensaio mecânico da estrutura para validar a eficiência da abordagem numérica utilizada. ASSUMPÇÃO, M. E.1 ; NACIF, G. L.2 ; PANZERA, T. H.3 ; CHRISTOFORO, A. L. Universidade Federal de São João Del Rei – UFSJ – Departamento de Engenharia Mecânica, São João Del-Rei, CEP: 36307-352, Minas Gerais 2° Instituto Tecnológico de Aeronáutica: ITA sua criação veio através de Montenegro. A história do Marechal-do-ar Casimiro Montenegro Filho começa em 1928, quando foi declarado Aspirante-a-oficial aviador do Exército Brasileiro, e já em 1931, numa demonstração de seu espírito pioneiro, como Tenente aviador, juntamente com o Major Eduardo Gomes, cria o Correio Aéreo Militar, hoje, Correio Aéreo Nacional, realizando com o então também Tenente aviador Nélson Freire Lavanére-Wanderley o vôo inaugural entre Rio de Janeiro e São Paulo, no dia 12 de junho do mesmo ano. Em 1938, no posto de Major aviador, decide matricular-se na primeira turma do curso de Engenharia Aeronáutica, recém-criado por determinação do Ministério da Guerra, na então Escola Técnica do Exército (atual Instituto Militar de Engenharia – IME). Esse curso era destinado a candidatos civis com formação superior em Ciências Exatas e a oficiais aviadores, situação de Montenegro. Durante a constituição e organização do Ministério da Aeronáutica, em 1941, o Tenente- Coronel Montenegro, que acabara de receber seu diploma de engenheiro aeronáutico e já possuía um grande prestígio por suas realizações anteriores, foi convidado a assumir a subchefia da Diretoria de Material, assim como a responder pela Subdiretoria de Técnica Aeronáutica. Neste período é que foi concebida a idéia de uma escola de engenharia aeronáutica no próprio Ministério da Aeronáutica, onde haveria mais recursos, espaço e, principalmente, a motivação aeronáutica. Ao viajar para os Estados Unidos em missão para trazer um lote de aviões de fabricação norte-americana, Casimiro Montenegro resolveu visitar o Wright Field ( Ohio ), centro de desenvolvimento tecnológico da USAF. Entusismado com o que viu, estendeu sua visita ao MIT ( Massachusetts Institute of Technology ), em Boston , para cujo chefe do Departamento de Engenharia Aeronáutica, professor Richard Harbert Smith, encaminharia posteriormente seus planos e de quem viria a obter um apoio fundamental para montar o "MIT brasileiro".
A criação do ITA e do CTA iniciou o processo de industrialização da cidade, que hoje é um dos principais pólos tecnológicos do país. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA
Fibras de vidro se tornaram muito usadas desde os anos 60 até atualmente no campo da aviação experimental, sendo a matéria prima o dióxido de silício (SiO2) associado a outros óxidos, sendo distinguidas em dois tipos “E-glass” as mais utilizados no campo aeroespacial onde tem resistências especificas e modulo elástico especifico ligeiramente inferior a segunda os “S- glaas” são mais difíceis de se obter mas são mais resistentes. ZANATTA RODRIGO – Artigo compósitos na aviação, 2012.
Neste projeto a equipe fez o uso de trem de pouso triciclo fixo, podendo avaliar a carga da bequilha na rolagem, possibilitando aumentar a velocidade ao final da decolagem. Como matéria prima foi utilizado fibra de vidro e resina poliéster gerando bom desempenho. O projeto de teste foi satisfatório nos quesitos da competição para o fim que foi desenvolvido. Filho, A. G. C., Rade, A. L., Borges, B. B., Campos, D. P., Rade, D. A., Cunha, L. R., Perini, L. A. G., Cardoso, L. C., Araújo, M. A., Cilone, P. A. G., Motta, P. H. A. Projeto da aeronave da equipe tucano para a competição sae aerodesign 2007. Universidade Federal de Uberlândia
- Faculdade de Engenharia Mecânica, 2007.
Segundo o Ministério dos Transportes, Portos e Aviação Civil, qualquer objeto que se desprenda do chão e seja capaz de se sustentar na atmosfera está sujeito às regras de acesso ao espaço aéreo brasileiro. Desse modo, todo voo com aeronave não tripulada também precisa de autorização. As aeronaves não tripuladas são divididas em três grupos: autônomas, remotamente pilotada (RPA) – caso dos drones – e aeromodelos. As primeiras não podem acessar o espaço aéreo brasileiro. Já as RPAs e os aeromodelos têm autorização mediante o cumprimento de algumas regras. As RPAs podem ser utilizadas para fins corporativos ou comerciais, em situações como filmagens, fotografias, mapeamento de imagens 3D, busca e salvamento, defesa civil e aérea, entre outros usos não recreativos. Já os aeromodelos são usados exclusivamente para fins de lazer ou esporte. Não é permitido transportar pessoas, animais, artigos perigosos e outros itens proibidos por autoridades competentes nos drones. Os aeromodelos ainda são dispensados de
alguns requisitos previstos no novo regulamento da Anac. GALLI LARISSA. Espaço aéreo: conheça as novas regras para drones, aeromodelos e balões, 2017.
O primeiro clube formado pelos aeromodelistas chamava-se “Parafuso“. E em 1945, foi realizado na várzea da Rebouças, o II Campeonato Paulista de Aeromodelismo. A revista da época era a “Velocidade“ e trazia artigos técnicos e matérias de aeromodelismo. Por volta de 1956, os aeromodelistas passaram a voar na Base Aérea de Cumbica, pois o campo do Alto de Pinheiros foi tomado por casas. Em 1959 com a Associação Brasileira de Aeromodelismo, já fundada, surgiram eventos importantes: I Campeonato Brasileiro de Aeromodelismo e a participação de brasileiros no I Campeonato Sul-Americano, tendo como vencedor nas categorias planadores A2 e motor FAI, Paulo Marques. No Ibirapuera, João Jaime Mônaco consegue a primeira pista oficial de U- Control com alambrado e asfalto. Em 1970, surgiu o clube de vôo livre “Aerobu“. Outro impulso importante ocorreu nesta época: a introdução dos transistores, chips e circuitos impressos nos transmissores de rádio. Barateou-os de tal forma que os praticantes de rádio-controle começaram a crescer em todo o mundo. Em 1975, o primeiro brasileiro a participar de um Campeonato Mundial de motor FAI, Eolo Carlini, classificou-se em “fly-off“, entre os melhores do mundo. Em 1987, graças aos esforços de Walter Nutini, o aeromodelismo foi reconhecido como esporte no Brasil, na gestão de Vitor Garutti. Em 1996, a delegação brasileira de aeromodelismo Vôo Circular Controlado, consegue o 6º lugar no Campeonato Mundial da Suécia e novamente em 1998, desta vez na Ucrânia. Luiz Eduardo Mei consegue o recorde brasileiro e sul-americano em Velocidade, voando a 294 km/h. FARIA FERNANDO. Texto sobre Afonso Penaud: 125 Anos de Aeromodelismo.
Antes de começarmos a falar sobre o nosso projeto de construção e desenvolvimento de um trem de pouso retrátil, veremos algumas informações sobre aeromodelos e competições nacionais e internacionais. A SAE Brasil (Sociedade de Engenheiros da Mobilidade) trouxe dos EUA em 1999 a competição SAE Aero design que propõe aos estudantes de engenharias, mecânica, física e ciências aeronáuticas o desafio de projetar e construir um VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado). Além disso, este evento visa propiciar o intercâmbio e a difusão de técnicas e conhecimentos na área de engenharia aeronáutica. As equipes se dividem em três classes de projeto: regular aberta e micro. A competição divide-se em duas etapas distintas para avaliação do projeto e do desempenho da aeronave. Dentre os principais quesitos analisados na etapa de projeto estão: aerodinâmica, estabilidade e controle, análise estrutural e desempenho. A segunda etapa consiste na competição propriamente dita, onde a aeronave é testada, em sucessivas baterias, transportando cargas úteis sempre crescentes, até as condições limites de cada projeto. Estes projetos podem ser construídos por diversos tipos de materiais, desde uma simples madeira encontrada na natureza como materiais nobres criados através de misturas de componentes químicos, como resina, fibra, lã de vidro, fibra de carbono e nylon. Também incluindo para construção de peças ou acessórios os metais também proveniente da natureza tais como, o alumínio, aço, titânio e outros provenientes de minérios. Podemos dizer que a complexidade de sua construção tende a ficar cada vez mais fácil por motivos diversos, como a criação de novas máquinas de confecção dos aeromodelos e seus componentes mais complexos, por exemplo, o trem de pouso. Existem hoje vários tipos de máquinas de usinagem que possam ser usadas como facilitadoras na construção de peças e componentes, tais como Tornos, Fresas, Retificas etc. Também existem para a construção da fuselagem máquinas de cortes como corte de Plasma, Fresa CNC Cortadeira a laser, e a jato de água, sem contar a impressora 3D.
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