Aula de apresentação - Engenharia Aeronáutica

Transcrição

MVO-11 Dinâmica de Veı́culos Aeroespaciais
(carga horária: 64 horas)
Flávio Silvestre
Departamento de Mecânica do Voo
Divisão de Engenharia Aeronáutica
Instituto Tecnológico de Aeronáutica
2014
Ementa da disciplina
Introdução
Bibliografia recomendada
Plano do curso
Avaliação
MVO-11 Dinâmica de Veı́culos Aeroespaciais
◮ Requisito: não há.
◮
◮
Horas semanais: 2-1,5*-0,5**-6.
Conteúdo: Fundamentos da mecânica Newtoniana. Equações
ponto-massa e introdução ao desempenho de veı́culos aeroespaciais.
Estudo dos referenciais adotados em aplicações aeronáuticas e
espaciais. Dinâmica de corpo rı́gido. Introdução ao estudo da
estabilidade e simulação de veı́culos aeroespaciais.
* aulas na sala 1418, assistidas com MATLAB, 4h a cada 2 semanas, 6
eventos
** dois eventos a 4h: ensaios em voo no IPEV, a serem marcados de acordo
com a disponibilidade das aeronaves (Bandeirante, Brası́lia ou 145), de
preferência entre a 6a e a 7a semanas
Flávio Silvestre
MVO-11 Dinâmica de Veı́culos Aeroespaciais 2014
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Razões para estudar Modelagem e Simulação?
◮
requisitos de desempenho: novos conceitos são
modelados e simulados para a determinação
do desempenho preliminar - go on!
◮
teste de conceito: novos conceitos são
estudados via simulação antes de um
protótipo ser construı́do
◮
suporte em testes: antes que um teste seja
realizado, muitas simulações já foram
executadas para garantir que se está medindo
o que se quer medir
redução de custo com testes: um modelo de
simulação validado com ensaios pode ser
usado na investigação de outros pontos do
envelope de voo
◮
Embraer 190
Eurofighter
A380
(retiradas da wikpedia e spiegel.de)
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Razões para estudar Modelagem e Simulação?
◮
investigação de ambientes inacessı́veis: através
de simulação pode-se investigar a priori a
entrada de um veı́culo na atmosfera marciana
ou o pouso de um veı́culo em Vênus, por
exemplo
◮
treinamento de pilotos: simuladores de voo
avaliação de procedimentos arriscados: falhas
do sistema e condições extremas de voo
podem ser avaliadas de forma segura em
simuladores
◮
◮
projeto de controladores de voo
(retiradas da wikpedia)
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: simuladores de voo
◮
◮
◮
treinamento de
pilotos
validação de
modelos
(dinâmica,
controle, PIO,
modelos
matemáticos de
pilotagem)
pesquisa
Simulador do ZFB A330/340
@ TUB (agora na Finlândia)
Sephir @ TUB: visualisação
Sephir @ TUB: cockpit
Thyras @ TUB
projeto estudantil
figuras retiradas de fmra.tu-berlin.de
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: modo fugoidal (longitudinal)
Dornier Do-128 voando modo fugoidal
figura retirada de eufar.net
video retirado de youtube.com
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: modo de dutch-roll (látero-direcional)
Socata TB9 em modo de dutch-roll
figura retirada de airplane-pictures.net
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: voo em regime de vento (rajada de vento)
Airbus A320 aterrissando no aeroporto de
Hamburgo sob fortes rajadas de vento (2008)
figura retirada de wikpedia.de
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: controle de voo
Projeto Quadrocopter da Uni. Pennsylvania
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: desempenho
◮ máximo alcance: cı́rculo de máximo
raio que que contém as distâncias que
se pode percorrer
◮ máxima autonomia: tempo de voo
◮
◮
problema da curva coordenada altitude constante: mı́nimo raio,
máxima velocidade angular
decolagem / aterrissagem: mı́nima
pista de pouso
◮
◮
c wikpedia
London City, pista: 1500m (BBI:
4000m)
problema da subida / descida: máxima
razão de subida / descida
◮
aeroporto London City
c
dassault
London City, steep approach: 5,5◦
(padrão: ≈ 3,0◦ )
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: desempenho (fonte: www.embraer.com.br)
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: desempenho (fonte: www.embraer.com.br)
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Introdução
Exemplo: ensaio em voo do ano passado (MVO-10, turma 14)
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Zipfel, P., Modeling and Simulation of Aerospace Vehicle
Dynamics. AIAA Educational Series, 2007;
◮ Yechout, T. R., Introduction to Aircraft Flight Mechanics. AIAA
Educational Series, 2003;
Bibliografia auxiliar:
◮ Stevens, B. L. and Lewis, F. L., Aircraft Control and Simulation,
2nd. Ed.. John Wiley & Sons, Inc., 2003;
◮ Nelson,R. C., Flight Stability and Automatic Control. The
McGraw-Hill Companies, Inc., 1998;
◮ Paglione, P. e Zanardi, M. C., Apostila de MVO-03: Estabilidade e
Controle de Aeronaves, 1990;
Outras fontes interessantes:
◮
◮ curso de Dinâmica de Voo do Prof. Stengel (Princeton Univ.): MAE331
Outono/2010 http://www.princeton.edu/~stengel/MAE331Lectures.html
◮ curso de Dinâmica da Profa. Widnall (MIT): Course 16.07 Outono/2009
http://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fal
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Plano do curso
◮ modelo atmosférico
◮ conceito de velocidades (verdadeira, calibrada, indicada)
◮ equações ponto-massa e introdução ao desempenho
◮ sistema de referência e matrizes de transformação
◮ dedução das equações do movimento com a aproximação de corpo rı́gido usando
a segunda Lei de Newton
◮ modelos aerodinâmico e propulsivo
R
◮ programação das equações do movimento em Matlab
(através de funções e em
Simulink), para simulação do voo
◮ equilı́brio e linearização das equações do movimento em torno de uma condição
de voo
◮ estudo da estabilidade estática
◮ estudo da estabilidade dinâmica (longitudinal e látero-direcional) e determinação
das qualidades de voo respectivas
◮ estudo do comportamento dinâmico de espaçonaves: comportamento autônomo
longitudinal e lateral
◮ determinação de atitude baseada em GPS
◮ transferência de órbitas e transferência de Hohmann
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Plano do curso
Distribuição do curso:
◮
◮
◮
◮
16 x 2h de aulas teóricas semanais
6 x 4h de aulas práticas (programação) a cada duas semanas
2 x 4h de ensaios em voo (1 ensaio por bimestre, a ser agendado
com o IPEV)
TOTAL: 64h
Flávio Silvestre
Introdução
Plano do curso
Avaliação
Avaliação
O cálculo da nota de MVO-11 levará em conta, por bimestre:
◮
prova bimestral, contribuindo com 50% da nota,
trabalhos de programação, contribuindo com 35% da nota,
◮
ensaio em voo, contribuindo com os 15% restantes,
◮
além do exame final.
Flávio Silvestre

Aula de apresentação - Engenharia Aeronáutica

Transcrição

Documentos relacionados

Aula de apresentação - Engenharia Aeronáutica

Dina Campos Lopes

Resumo com referências

Apresentação - Engenharia Aeronáutica

SME5802

AQUISIÇÃO DE DVDs - AABB Porto Alegre

Introdução à Informática

Parte VII: Projeto de Sistemas de Controle

Resoluções dos exercícios - do 1.1 ao 1.21

Bifurcaç˜oes em Sistemas Dinâmicos Suaves por Partes

Matriz adjunta, regra de Cramer

6 - Flávio D. Marques

SEM 501 Dinâmica Aplicada às Máquinas