A proposal of tail and control surfaces design

Abstract

Este trabalho apresenta um procedimento analítico para dimensionar as superfícies estabilizadoras e de controle para uma aeronave de asa fixa durante as fases de projeto conceitual ou projeto detalhado. O principal objetivo é prover um melhor entendimento sobre como as características de estabilidade da aeronave podem ajudar em seu projeto. Além disso, será apresentado o desenvolvimento de uma metodologia para dimensionar ambas empenagens e as superfícies de controle, a partir da teoria de Mecânica do Voo, com dependência mínima de dados históricos. A principal restrição de projeto será determinada pelo tipo de missão da aeronave e as características de estabilidade desejadas. Visto que se trata de um procedimento adotado durante as primeiras fases de projeto da aeronave, poucos dados geométricos estão disponíveis e, portanto, algumas simplificações foram adotadas. Primeiramente, a partir de dados aerodinâmicos da asa e algumas características desejáveis para a aeronave, faz-se o projeto da empenagem horizontal. A partir desta etapa é possível projetar tanto o profundor quanto a empenagem vertical. Então, a partir de requisitos de certificação, providos pelas autoridades, realiza-se o dimensionamento dos ailerons e do leme. Por fim, o procedimento desenvolvido foi incorporado no projeto conceitual de uma aeronave hibrida. Uma vez que o projeto é finalizado, realiza-se uma análise de estabilidade dinâmica para avaliar as características de estabilidade e a qualidade de voo da aeronave. Tais características foram comparadas com requisitos de aeronavegabilidade e os requisitos analisados foram todos cumpridos.