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TRABALHOS DE FIM DE CURSO @PUC-Rio
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Título: PROJETO DE SLAT PARA AEROFÓLIO DE ALTA SUSTENTAÇÃO OPERANDO EM BAIXOS NÚMEROS DE REYNOLDS
Autor(es): MATHEUS MONNERAT DA SILVA LIMA
Colaborador(es): IGOR BRAGA DE PAULA - Orientador
Catalogação: 09/JUL/2021 Língua(s): PORTUGUÊS - BRASIL
Tipo: TEXTO Subtipo: TRABALHO DE FIM DE CURSO
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Referência(s): [pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=53615@1
[en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/TFCs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=53615@2
DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53615
Resumo:
O presente trabalho consiste no estudo da melhoria de performance de uma aeronave para a competição de Aerodesign por meio do uso de dispositivos hipersustentadores. De acordo com o regulamento da competição de 2019 [3], o projeto da aeronave deve priorizar veículos com baixa velocidade de estol, pouca área de asa e elevada sustentação. No Aerodesign, as aeronaves voam em baixas velocidades e possuem dimensões pequenas quando comparadas às aeronaves comerciais. Assim, elas operam em baixos números de Reynolds, o que é um complicador para o projeto. Nesse regime, há predominância de escoamento laminar sobre a superfície dos aerofólios, facilitando, assim, a separação da camada limite em regiões mais próximas do bordo de ataque. Esse efeito está fortemente associado à perda de sustentação e ao aumento do arrasto dessas aeronaves. A separação mais próxima do bordo de ataque dificulta o uso de flapes. Por isso, optou-se pelo estudo do slat, pois esse dispositivo causa uma reenergização do escoamento em regiões próximas do bordo de ataque, evitando o descolamento. Para este estudo, utilizou-se uma ferramenta numérica (MSES) para a simulação do conjunto slat-asa e um código em MATLAB para otimizar o projeto do conjunto. Para a otimização, utilizou-se um algoritmo genético. Com isso, obtiveram-se aumentos de até 38 por cento no CL sem ganhos significativos no CD. Assim, foi possível projetar uma aeronave com menor área de asa e que carrega uma carga 12.3 por cento maior com uma velocidade 6.4 por cento menor. Portanto, para o regulamento da competição de 2019, o uso do slat permitiu um acréscimo de 14 por cento na pontuação de voo do campeonato. Nos próximos anos, espera-se um grande avanço na performance dos VANTs, cujo aspecto aerodinâmico ainda não foi muito explorado. Portanto, espera-se que o presente trabalho contribua para o desenvolvimento de projetos de VANTs.
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