projeto aeronáutico na perspetiva da formação em engenharia … · 2017-11-02 · projeto...
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Projeto Aeronáutico
na Perspetiva da Formação em
Engenharia Aeronáutica
Pedro V. Gamboa
Departamento de Ciências Aeroespaciais
Faculdade de Engenharia
Jornadas de Engenharia Aeroespacial – “Desafios da Atividade de Projeto”
12 outubro 2017, Auditório da Sede da Ordem dos Engenheiros, Lisboa
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Departamento de Ciências
Aeroespaciais
• Fundado em 1991 – Licenciatura de 5 anos em Engenharia Aeronáutica
– Criado para satisfazer a necessidade de Engenheiros Aeronáuticos em Portugal
• Cursos atuais – Mestrado Integrado em Engenharia Aeronáutica
– Doutoramento em Engenharia Aeronáutica
• Estudantes – 265 no Mestrado Integrado (65, 54, 44, 46, 56)
– 65 em dissertação de Mestrado
– 6 em tese de Doutoramento
• Recursos humanos (exclusivos do departamento)
– 8 docentes (1 prof. catedrático, 2 prof. associados)
– 3 funcionários
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Formação em Engenharia
Aeronáutica
• O curso fornece conhecimentos: – Ciências fundamentais
– Ciências de engenharia
– Ciências de engenharia aplicadas a aeronáutica • Desenho
• Estruturas, Materiais
• Aerodinâmica, Propulsão
• Fabricação, Manutenção
• Sistemas, Aviónica
• Controlo, Navegação
• Segurança de Voo, etc.
– Projeto aeronáutico
– Dissertação
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Motivação para a Formação no
Projeto Aeronáutico
• Motivação: – Ministrar um ensino de qualidade em Projeto de
Aeronaves
– Desenvolver competências no projeto e integração do veículo e dos sistemas
– A experiência e o conhecimento adquiridos são expansíveis a outras aplicações
– Possuir e utilizar aeronaves de baixo custo para investigação em várias áreas da aeronáutica
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Formação em Projeto
Aeronáutico
• Unidades curriculares: – Design Aeronáutico Computacional (2º ano)
• Introdução à Engenharia Aeronáutica
• CAD/CAM aplicado ao projeto aeronáutico
• Introdução ao projeto de aeronaves (projeto, construção e voo de um pequeno aeromodelo)
– Projeto de Aeronaves (5º ano)
• Projeto conceptual e preliminar dados requisitos específicos
• Utilização de ferramentas numéricas
• Otimização
– Dissertação ou Projeto (5º ano - depende do tema)
• Atividades extra curriculares: – Air Cargo Challenge
– Outros projetos
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Áreas de Competência no
Projeto Aeronáutico
• Áreas de competência da UBI no projeto: – Conceção
– Aerodinâmica
– Estabilidade e controlo
– Propulsão
– Estruturas e Materiais
– Navegação e controlo (algorítmos e simulação)
– Fabricação (protótipos)
– Aquisição de dados e automação
– Integração
– Voo (pilotagem, ensaios e avaliação)
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Projeto Aeronáutico
• Objetivo: – Ensinar o processo completo de
desenvolvimento duma aeronave, desde o conceito ao ensaio em voo.
– Criar uma ligação entre as atividades de investigação científica e o desenvolvimento de tecnologia
• Porquê? – Formar engenheiros aeronáuticos competentes
– Bons projetos resultam da experiência
– Bons projetos resultam duma iteração entre as ideias de conceito e os resultados dos ensaios
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Projeto Aeronáutico
• Projetar, Construir, Testar e Voar
O projeto é um processo
complexo e iterativo em
que a teoria e a
experimentação têm que
ser usadas em conjunto
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Exemplos
• Aeronaves mais eficientes
– Melhor desempenho
– Melhor utilização da energia
– Materiais mais “verdes”
• Novas missões
• Otimização de Projeto Multidisciplinar
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Conceito “Wing Tip Vortex Tail”
• Objetivo – Desenvolver uma asa com pequena envergadura
mas com elevada razão de planeio
• Evolução do conceito – Melhoramento das características de voo
– Melhoramento estrutural
Melhoramento aerodinâmico e das qualidades de voo
Melhoramento da rigidez estrutural e redução de efeitos
aeroelásticos indesejáveis
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MAV de grande autonomia
• Resultados principais – Corda da asa de 0.25m e envergadura de 2.5m
– Massa em vazio de 200g (massa total de 350g)
– Autonomia de voo de 4h
– Potência elétrica em torno de 1W a 3 W
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Asa telescópica
• Objetivo – Melhorar o desempenho numa
gama de velocidades maior
• Projeto da asa – Otimização aerodinâmica
– Requisitos de rolamento
• Protótipo – Funcionalidade
– Resistência e rigidez estrutural
• Ensaios em voo – Desempenho
– Controlo de rolamento
– Consumo energético
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UAV solar
• Objetivo – Desenvolver uma aeronave autónoma solar com
capacidade de voar 8h ininterruptas no equinócio
– Potência solar máxima instalada de 132W
– Consumo incluindo sistemas inferior a 60W
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Sistemas propulsivos
• Motor elétrico outrunner para instalação no meio da fuselagem
• Hélice de passo variável automático
• Hélice de passo dinâmico
Questões...
Projeto Aeronáutico
na Perspetiva da Formação em
Engenharia Aeronáutica
Pedro V. Gamboa
Departamento de Ciências Aeroespaciais
Faculdade de Engenharia
Jornadas de Engenharia Aeroespacial – “Desafios da Atividade de Projeto”
12 outubro 2017, Auditório da Sede da Ordem dos Engenheiros, Lisboa