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ORCID:  http://orcid.org/0009-0007-7375-6051
Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Análise integrada de desempenho de aeronave com grupo motopropulsor pistão-hélice aplicado ao Ipanema EMB-202
Alternate title (s): Integrated performance analysis of a piston-prop powered aircraft applied to ipanema EMB-202
Author: Mendanha, Filipe Porto
First Advisor: Silva, Higor Luis
First member of the Committee: Venson, Giuliano Gardolinski
Second member of the Committee: Yglesias Filho, Alberto Alonso
Summary: Este trabalho consiste no desenvolvimento conceitual da análise de performance de uma aeronave com grupo motopropulsor pistão-hélice, aplicado ao Ipanema EMB-202. O modelo da aeronave foi escolhido por sua importância no mercado da aviação agrícola nacional e por ser o primeiro a ser certificado para operação com biocombustível. Assim, utilizou-se como estudo de caso para avaliar o desempenho de variantes propulsivas que utilizam como combustível Gasolina de Aviação e Etanol Hidratado, nas diferentes fases do voo. Para tanto, é realizada uma análise de desempenho por produto aeronáutico, dividindo os capítulos de desenvolvimento em: Desempenho da Hélice, Desempenho do Motor e Desempenho de missão da aeronave. Em cada capítulo, é apresentado o desenvolvimento do conjunto de equações que modelam a física do problema tratado. Assim, para abordar o desempenho da hélice, é aplicado um método simplificado oriundo de equações aerodinâmicas que definem o comportamento da hélice; para abordar o desempenho do motor, são usadas equações termodinâmicas para descrever o ciclo de operação do motor e equações químicas para descrever a reação de queima de combustível usada pelo motor; para abordar o desempenho da aeronave, um conjunto de equações aerodinâmicas e mecânicas de movimento são aplicadas de acordo com cada segmento da missão. Portanto, foram desenvolvidas ferramentas computacionais para auxiliar nos cálculos realizados e prover gráficos que permitem uma melhor compreensão da influência dos diversos parâmetros no desempenho do produto, e, por consequência, na fase de voo. Os programas de computador, responsáveis pelo tratamento, foram escritos em MATLAB e EXCEL. Desse modo, as informações obtidas permitem uma melhor compreensão da interdependência dos produtos no desempenho individual, dos principais parâmetros que impactam no desempenho da aeronave e do impacto na missão em função do tipo de combustível utilizado.
Abstract: This work consists of the conceptual development of the performance analysis of a piston propeller powered aircraft, applied to the Ipanema EMB-202. The aircraft model was chosen due to its significance in the national agricultural aviation market and for being the first to be certified for operation with biofuel. Thus, used as a case study to evaluate the performance of propulsive variants that use Aviation Gasoline and Hydrated Ethanol fuel, in the different phases of flight. Therefore, a performance analysis is carried out by aeronautical product, dividing the development chapters into: Propeller Performance, Engine Performance and Aircraft Mission Performance. In each chapter, is presented the development of the set of equations that model the physics of the treated problem. Accordingly, to approach the propeller performance, a simplified method derived from aerodynamic equations that define the behavior of the propeller is applied; to approach engine performance, thermodynamic equations are used to describe the engine operation cycle, and chemical equations to describe the fuel burning reaction used by the engine; to approach the performance of the aircraft, a set of aerodynamic and motion mechanics equations are applied according to each mission segment. Hence, computational tools were developed to assist in the calculations developed and to provide graphs that allow a better understanding of the influence of the various parameters on the product’s performance, and consequently on the flight phase. The computer programs responsible for the treatment were written in MATLAB and EXCEL. Thereby, the information obtained allows a better understanding of the interdependence of products on individual performance, the main parameters that impact the performance of the aircraft and the impact on the mission depending on the used fuel type.
Keywords: Desempenho
Aeronave
Motor
Hélice
Ipanema
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA AEROESPACIAL
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: MENDANHA, Filipe Porto. Análise integrada de desempenho de aeronave com grupo motopropulsor pistão-hélice aplicado ao Ipanema EMB-202. 2023. 90 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Aeronáutica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/42215
Date of defense: 21-Nov-2023
Appears in Collections:TCC - Engenharia Aeronáutica

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