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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20738
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Projeto de veiculo aéreo não tripulado baseado em efeito Magnus |
Alternate title (s): | Design of unmanned air vehicle based on Magnus effect |
Author: | Rosa, Victor Stafy Megda |
First Advisor: | Silveira Neto, Aristeu da |
First member of the Committee: | Souza, Francisco José de |
Second member of the Committee: | Sanches, Leonardo |
Summary: | O trabalho realizado avalia uma configuração de aeronave já testada no passado, uma aeronave que voa a partir de Efeito Magnus com cilindros rotativos (fletter plane), mas que devido a vários fatores, principalmente custo, não entrou no mercado. Ao contrário do teste anteriormente realizado, com uma aeronave tripulada em 1930, no estudo feito esta configuração foi testada em um VANT de porte relativamente pequeno. Inciando-se o estudo primeiramente foi feita a validação dos resultados com dados provenientes da literatura, após isso foram feitas independência de malha e domínio. O software utilizado nas simulações foi o STAR CCM+. Após a validação dos resultados, se deu início ao projeto do VANT. Primeiramente foi realizada avaliação do cilindro rotativo, onde foi calculado o arrasto, sustentação e momento de arfagem para cada Ω, após isso foi analisado a influência do alongamento nas forças e momentos gerados pelo cilindro, assim como do uso de end-plates e discos ao longo da envergadura, se chegando ao final desse processo ao cilindro mais adequado para a missão. Com isto foi realizado o projeto da fuselagem, se levando em conta a carga a ser levada, os componentes embarcados e o arrasto aerodinâmico desta. Em sequência foi feita a análise dinâmica da aeronave, se projetando as empenagens e superfícies controle, garantindo a estabilidade e manobrabilidade da aeronave no envelope de voo pretendido. Por último simulou-se a aeronave completa, realizando modificações para melhorar sua qualidade de voo como o a inserção e posicionamento do aileron assim como a modificação da posição do CG. Pode-se assim realizar uma análise dinâmica final, determinado suas características de voo e performance. Após o fim do projeto foi realizada a construção do protótipo com materiais, em sua maioria, de baixo custo. |
Abstract: | This research evaluates an aircraft type that was already tested in the past, the Fletter plane, but it never entered the aerospace industry, due to many factors, principally because of the high costs. Instead of the test done in 1930, with a manned aircraft, the research focused on the use of Flettner rotor on a mini-UAV. The first thing done on this research was to validate the results with data from the literature, after this a sensitivity analysis on the boundary of the fluid domain was performed, and also a grid-dependence study. The software used in the simulations was STAR-CCM+. After the validation of the first results, the UAV project began. To start the project was done a research on the spinning cylinder, calculating the drag, lift and pitching moment of it for some values of velocity ratio, after that it was investigated the influence of the aspect ratio in the forces and moments generated by the cylinder, as well the use of end-plates and spanwise discs, and finally, after the end of this investigation, the best cylinder for the mission was reached. After the spinning cylinder study the fuselage project started, the project took into account the aerodynamic drag, the components internal to the aircraft and the payload. After this was performed the flight dynamics analysis, the tail and the control surfaces were projected, assuring the stability and control of the vehicle on the flight envelope. Finally, the complete aircraft was simulated, on these simulations were done some modifications to make improvements on the flight quality as the insertion and placing of the ailerons and also the modification of the CG position. After this was possible to make a final flight dynamics analysis and define the flight quality and performance. After the end of this project, it was made the construction of the prototype, with low costs materials. |
Keywords: | Efeito Magnus VANT Engenharia Aeronáutica Fluidodinâmica Computacional Análise de Estabilidade Magnus Effect UAV Aeronautical Engineering CFD Stability Analysis |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | ROSA, V. S. M., Projeto de Veículo aéreo não tripulado baseado em Efeito Magnus. 2017. 100 f. Projeto de Conclusão de Curso, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/20738 |
Date of defense: | 4-Sep-2017 |
Appears in Collections: | TCC - Engenharia Aeronáutica |
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