Faça - Instituto Embraer

1º Oficina Tira Dúvidas
14 de Abril de 2012
Realização
Apoio
Bem vindos!!!
É um prazer tê-los aqui conosco
mais uma vez.
A Comissão Técnica deseja a todos vocês
belos voos este ano.
Vamos começar?
Quem esteve presente no ano passado?
Quais equipes são novatas?
Vamos então conhecer ou relembrar um pouco
como é o Campeonato Embraer de Miniplanadores?
Como é o campeonato
Embraer de Miniplanadores?
As Equipes
 Entre 6 e 10 alunos do 7º ao 9º anos do ensino fundamental
 1 professor orientador
 1 consultor Embraer
e...
MUITA diversão a aprendizado.
As “Oficinas Tira Dúvidas”
 Todas as Equipes + Comissão
 Explicações, Dicas e ajustes
 Ensaios em voo
Como o Campeonato será feito:
O Campeonato será feito em duas partes:
1.Competição de Projeto (ou relatório).
 Nesta fase as equipes devem apresentar os resultados dos estudos feitos
por eles através de textos, diagramas, desenhos e se possível até fotos dos
planadores. Incentiva-se o envio de fotos no relatório.
 A pontuação de projeto máxima é de 500 pontos.
 Pontos de bônus serão dados as equipes que enviarem fotos ou vídeos.
2.Competição de Voo.
 Fase em que as equipes colocarão a prova suas aeronaves.
 A pontuação será dada pelo produto da distância de voo (m) e o tempo de
voo em segundos: Pontos = Dist.(m) x Tempo(s) e será a media dos três
melhores voos.
 Pontos adicionais (bônus) serão conferidos em função do peso do planador.
Calendário 2012
Como o Campeonato será feito:
Atividade
Data e local
Observações Importantes
Nessa oficina serão abordados conceitos
teóricos que contribuirão para a elaboração do
relatório bem como para o projeto inicial do
miniplanador. No local serão disponibilizados
Internet
e espaço para pesquisa
e
desenvolvimento do projeto, com orientação da
Comissão Técnica.
Poderão ser desenvolvidas atividades de
orientação de construção do miniplanador ou
teóricas visando a finalização do relatório.
Poderão ser desenvolvidas atividades de
orientação de construção do miniplanador ou
teóricas visando a finalização do relatório.
Poderão ser desenvolvidas atividades de
orientação de construção do miniplanador ou
teóricas visando a finalização do relatório.
1ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
14 de Abril
Local: Colégio Embraer Juarez Wanderley
2ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
12 de Maio
Local: a definir
3ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
16 de Junho
Local: a definir
4ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
11 de Agosto
Local: a definir
Entrega do Relatório de Projeto com
desenhos, plantas e fotos
20 de Agosto
Instituto Embraer – F56 (térreo), Av.
Brigadeiro Faria Lima, 2170, São José dos
Campos, CEP 12.227-901
Em caso de dúvidas entrar em contato com
Instituto Embraer.
5ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
15 de Setembro
Local: a definir
Oficina com foco em técnicas de construção de
miniplanadores.
6ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
20 de Outubro
Local: a definir
17 de Novembro
Local: Parque da Cidade de S.J. dos
Campos
24 de Novembro
Local: Parque da Cidade de S. J. dos
Campos
Oficina com foco em técnicas de construção de
miniplanadores.
Nessa oficina as equipes poderão fazer os
Testes de voo utilizando a mesma plataforma
de lançamento do dia da Competição.
7ª Oficina Tira Dúvidas (professores,
consultores e equipes)
Competição de Voo
O grande dia.
Boa Sorte!
Vamos ver um pouco dos
Campeonatos de anteriores?
1º Campeonato: 2009  85m de distância
2º Campeonato: 2010  95m.
3º Campeonato: 2011  123m !
4º Campeonato: 2012  vamos bater estes recordes ?!!
Em 2009 ...
Em 2009 ...
Em 2009 ...
Em 2011 ...
Em 2011 ...
Em 2011 ...
Em 2011 ...
Em 2011 ...
Mas então...
o que é um miniplanador ?
O que é um Miniplanador?
Miniplanador é a designação dada as aeronaves que
serão desenvolvidas pelos estudantes para participação
no Campeonato Embraer de Miniplanadores.
É uma aeronave que possui suas características básicas
similares as aeronaves (ou planadores) reais. Estas voam
por princípios de voo semelhantes e tem sua forma
geométrica desenvolvida também de forma similar aos
planadores reais ou os que são desenvolvidos para o
Aeromodelismo.
O que é um Miniplanador?
Exemplos:
O que é um Miniplanador?
Exemplos:
O que é um Miniplanador?
Exemplos:
Exemplo de Planador
65
123
460
Envergadura (L) = 1500mm (ou 1,5m)
Empenagem Horizontal (EH)
Comprimento (C) = 1350mm (ou 1,35m)
20
L + C = 1500 + 1350 = 2850 mm (ou 2,85m)
Vista em planta
115
356
Proporções de Empenagens,
100
66
Asa, Fuselagem e posição do CG apenas sugeridas
Centro de Gravidade (CG)
Vista lateral
1500
1350
26
Vista frontal
6°
3°
Ângulos de diedro
19
Empenagem Vertical (EV)
O que é um Miniplanador?
Exemplos de Miniplanadores do Campeonato de 2009
O que é um Miniplanador?
Exemplos de Miniplanadores do Campeonato de 2009
O que é um Miniplanador?
Exemplos de 2011.
O que é um Miniplanador?
Exemplos de 2011.
O que é um Miniplanador?
Outros exemplos:
Mas os Miniplanadores devem
ser todos perecidos?
Não necessariamente. . .
O Miniplanador - Configurações
A principio, são quatro as configurações de planadores:
•
Configuração Convencional
Direção de
voo
•
•
Configuração ‘Canard’
Direção de
voo
Configuração ‘Asa em Tandem’
Direção de
voo
•
Configuração ‘Asa Voadora’
Direção de
voo
O Miniplanador - Configurações
Configuração Convencional:
A asa possui maior área que a cauda ou estabilizador horizontal.
É, em geral, a configuração mais comum.
Direção de voo
O Miniplanador - Configurações
Configuração “Canard”:
A cauda do planador (agora denominado ‘canard’) está a frente da asa.
É uma configuração de voo sensível e de equilíbrio mais complexo.
Direção de voo
O Miniplanador - Configurações
Configuração “Asa em Tandem”:
As duas asas possuem áreas iguais ou muito semelhantes.
É uma configuração de vôo mais difícil.
Direção de voo
O Miniplanador - Configurações
Configuração “Asa Voadora”:
Não existe superfície de estabilização separada da asa. A própria asa deve se
auto-estabilizar. Construção e vôo mais complexa.
Direção de voo
O legal é descobrir
qual pode ser o mais
promissor.
Nós queremos ajudá-los
nisto porém na verdade, não
sabemos a resposta!
Isso porque não existe uma
resposta única para esta pergunta!
Esta é a essência do trabalho
dos engenheiros aeronáuticos,
ou seja, fazer o melhor avião
para cumprir a missão.
Qual é a missão definida no Regulamento?
A pergunta que vocês devem fazer é.
O que eu devo pesquisar criar, desenhar e
testar para ter o melhor planador, ou aquele
que vai me dar os melhores resultados?
Logo mais iremos começar a
pesquisar isto.
Vamos ver um pouco mais
como é o Campeonato.
A Competição de Vôo
A Competição de Vôo.
A Competição de Vôo será feita na seguinte seqüência:
 As aeronaves são chamadas segundo a sua numeração.
 Existirá uma inspeção rápida para verificação dos miniplanadores (CG,
estrutura, ajuste, etc)
 O miniplanador será medido: comprimento (C) + envergadura (E).
 O ‘piloto’ ou lançador da equipe é autorizado a seguir para a plataforma de
lançamento.
 Após o lançamento, a distância total (em linha reta) e o tempo serão
avaliados e anotados na planilha da equipe.
 O planador é recolhido e levado de volta a tenda das equipes.
 O resultado é processado na planilha de pontuação.
Obs.: A pontuação de voo, será aquela obtida pela média dos três melhores voos,
ou seja, os pontos obtidos em cada lançamento NÃO serão somados. Pelo menos
três lançamentos tem que ser ‘pra valer’, os melhores.
A Plataforma de Lançamento
Cada miniplanador é lançado por vez. Após a medição de distância e
tempo, o próximo miniplanador será autorizado a ser lançado.
Altura da plataforma: aproximadamente 4,5m
Desenho preliminar.
A plataforma oficial
poderá ser diferente.
~ 4,5m
1,80m
1,80m
A Plataforma de Lançamento 2011
A Plataforma de Lançamento 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Lançamentos de 2011
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
A Competição de Vôo.
A medição da distância:
20
Distância medida do
ponto de lançamento até
o centro do planador
20
Distância
Lançador
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
Como será a competição de voo?
Campo de Voo – 2010 – Parque da Cidade
A Competição de Voo
A Competição de Voo
Competição: Resultado
 Relatório
 Média dos 3 melhores voos
 Bônus por fotos e vídeos
20
Distância medida do
ponto de lançamento até
o centro do planador
 Bônus por menor peso
20
Distância
Lançador
Pontuação

Pontuação de Projeto: 500 pontos.

Bônus de Fotos de Construção: 50 pontos, junto com o Relatório de Projeto

Bônus de Vídeos de Voo: 50 pontos.

Bônus de Peso = 50 - (colocação de peso), onde a “colocação de peso” será obtida
após a pesagem de todos os miniplanadores no dia da competição de voo.

Pontuação de Voo: (distância de voo em metros) x (tempo de voo em segundos)
média dos três melhores voos entre todas as baterias disputadas.
– Penalidades
Pontuação Final = (Pontuação de Projeto) + (Bônus de
Fotos de Construção) + (Bônus de Fotos ou Vídeos de
Voo) + (Pontuação de Voo) + (Bônus de Peso) –
(Penalidades)
Outros Voos
Obrigado !!!
Outros Voos
Obrigado !!!
Duas equipes de Botucatu
Obrigado !!!
Mas e as Regras do
Campeonato para os
Miniplanadores? Quais são?
Regras para o Miniplanador
 3.200mm < C + E < 4.500mm
C = Comprimento Total
E = Envergadura
 É obrigatório o uso de materiais recicláveis pois
garante mais igualdade de condições e impede que
alguém prefira “comprar um planador na loja”.
Materiais Proibidos
• Os materiais utilizados na construção da aeronave podem ser de
qualquer espécie, exceto:
• Aqueles utilizados em aeromodelismo (madeira balsa, fibra de vidro
ou carbono com resina epoxi ou similar, Monokote e contraplacado
Aeronáutico);
• Tubos de varas de pesca de qualquer espécie (exceto varas de
bambu).
• Quaisquer elementos feitos de material composto, i.e., fibra de vidro,
fibra de carbono ou similar.
• Isopores de alta elasticidade (Elapor®, ou similar).
Materiais não permitidos
Madeira Balsa: usada especificamente em construção de
aeromodelos.
Materiais não permitidos
Revestimentos específicos de aeromodelimo:
Ex.: Monokote
Material Composto:
Ex.: Fibra de vidro, fibra de carbono, etc.
Materiais Permitidos
Pode ser utilizado, entretanto, todo e qualquer tipo de material que não se
enquadre na descrição acima, tais como: papelão, isopor® ou depron® (utilizado
em “embalagens de frios ou carnes”), placas de isopor® em geral, PVC em filme
(utilizado em plásticos de sanduíche natural), bambu, tubo de alumínio (de antenas
ou similares), papel de seda, papel sulfite, etc.
Serão permitidos também em 2012 os seguintes materiais:
• Poliestireno (Isopor® ou Estiropor®) de qualquer densidade. Recomenda-se
que este isopores sejam provenientes de embalagens ou materiais de
reciclagem.
• Uso de colas tipo ‘cianocrilato’ (ou Super Bonder®), Araldite® (ou resina epóxi))
ou qualquer outro tipo de adesivo químico é permitido para colagem de partes
do planador ou junção de componentes.
O Relatório de Projeto
O Relatório ou “Competição de Projeto”
 Capa
 Nome da Escola
 Nome da Equipe
 Nome dos integrantes da equipe junto com o respectivo
ano que está cursando;
 Nome do professor-orientador
 Nome(s) do(s) consultor(es) Embraer
 Até 10 páginas: explicações e fotos
 Até 5 páginas de desenhos (em A3)
O Relatório e os desenhos devem ser ‘a mão’, ou seja,
não podem ser digitados ou usar softwares de desenho.
Medidas e cálculos no Relatório

Envergadura [E]: distância de uma ponta a outra da (maior) asa.

Comprimento [C]: distância do ponto mais dianteiro (nariz) do miniplanador ao ponto mais
traseiro (cauda) do miniplanador.

E + C.

Envergadura do Estabilizador Horizontal [eEH]: distância de uma ponta a outra da cauda
horizontal do miniplanador.

Altura do Estabilizador Vertical [eEV]: altura da cauda vertical do miniplanador.

Área da Asa [AA]: área “plana” da asa

Alongamento da asa [Al]: A = E2 / AA

Diedro [d]: ângulo formado entre a asa e o plano onde se apóia o miniplanador.

Área da Estabilizador Horizontal [AEH]: área “plana” da cauda horizontal do miniplanador.

Área da Estabilizador Vertical [AEV]: área “plana” da cauda vertical do miniplanador.

Relação entre as áreas da empenagen horizontal / asa [AEH/AA] e empenagem vertical /
asa [AEV/AA ].

Dimensões (mm), áreas (cm2) e ângulos (º)
O Relatório ou “Competição de Projeto”
O Relatório de Projeto será avaliado, em geral, da seguinte forma:
1. Quanto ao conteúdo, métodos utilizados, criatividade, inovação de
projeto, organização lógica e clareza. Todas as dimensões devem
estar em milímetros (mm), as áreas em centímetros quadrados
(cm2) e ângulos em graus (º).
2. As plantas ou desenhos serão avaliados de acordo com os
seguintes critérios:
• Qualidade artística e técnica, clareza e limpeza.
• Possibilidade de entender e reproduzir a construção do
miniplanador.
• etc
Mais informações ver Regulamento do Campeonato Embraer de Miniplanadores
Relatório de Projeto
Como auxilio ao texto do relatório, algumas perguntas
bem interessantes podem ser respondidas:
1. Porque meu avião ficou com aquelas características?
2. Porque a equipe escolheu este ou aquele material para
fabricar o miniplanador?
3. Qual as proporções do meu miniplanador e porque?
Quais as decisões que a equipe tomou para ficar por ex.,
com envergadura maior que o comprimento?
4. Porque escolhemos pela configuração convencional?
5. Como escolhi o perfil aerodinâmico?
6. Como foram os testes? O que eu aprendi com eles?
E por aí vai. . .
E aí?
Por onde começamos hoje?
Vamos recordar um pouco o
que foi falado até agora e
começar a fazer os nossos
projetos?
Atividade Prática 1
Que tal começarmos a desenhar
um pouco?
Vamos tentar desenhar como será o
nosso planador? Qual configuração
vocês irão usar?
Nós vamos passar de mesa em mesa para
participar também. Daqui meia hora continuamos.
O Miniplanador - Configurações
A principio, são quatro as configurações de planadores:
•
Configuração Convencional
Direção de
voo
•
•
Configuração ‘Canard’
Direção de
voo
Configuração ‘Asa em Tandem’
Direção de
voo
•
Configuração ‘Asa Voadora’
Direção de
voo
Vocês tiveram alguma
dificuldade nos desenhos? Por
onde vocês começaram?
Quais as principais dúvidas?
Introdução
Sempre quando se começa com um novo
assunto ou um novo projeto, porque é
interessante estudar a teoria em primeiro
lugar?
As vezes, começar o trabalho sem um
estudo prévio, pode levar a eventuais
insucessos.
Introdução
Não voou
Não voou
Não voou
Não voou
Introdução
Não voou
Não voou
Não voou
Não voou
Introdução
Não voou
Não voa
funciona)
(e não
Levantou...
Introdução
Qual a conclusão?
É sempre interessante buscar entender o assunto
antes de investir muito tempo e material.
“Sair fazendo” sem ter nenhuma ideia nem
sempre é o melhor caminho.
O estudo teórico, quando bem feito, é o melhor
guia para o sucesso.
Vocês concordam?
O que será que
precisamos saber?
Por onde começamos?
Alguém tem alguma
idéia?
Como deve ter sido a invenção do
avião?
Em que o homem se baseou?
Onde ele pesquisou?
Logicamente vocês já
descobriram não é?
Nos pássaros e suas proporções
Nos pássaros e suas proporções
Nos pássaros e suas proporções
É isso mesmo...
O homem lá no começo, se baseou
nos pássaros... ou no que existia
na natureza.
O voo na natureza: grandes pássaros.
Mas como hoje existem os
aviões e planadores vamos
deixar os pássaros um
pouco de lado?
E aí, vocês vão se
basear em que para
começar o trabalho?
Exemplos de Aeronaves
Os aviões:
Avião de maior porte
Avião de menor porte
Exemplos de Aeronaves
Embraer E-Jets
Avião do Santos=Dumont (nº14 Bis)
Avro Vulcan
Embraer Phenom 100
ASW 20
A forma de um planador básico
A forma de um planador básico
Configuração convencional
Estabilizador
Horizontal
Estabilizador
Vertical
Asa
Fuselagem
Planador real de dois lugares
A forma de um planador básico
Configuração convencional
Estabilizador
Vertical
Estabilizador
Horizontal
Asa
Fuselagem
Ligação asa - fuselagem
Peso
Proporções de um planador
Proporções de um planador
Os planadores possuem proporções que podem e devem ser usadas
como referências para a estudo inicial das
dimensões dos miniplanadores.
Estas proporções são obtidas de
outros projetos que obtiveram sucesso,
o que aumenta a
chance de sucesso de
um novo projeto.
Proporções de um planador
Relação entre Envergaduras
Envergadura do Estabilizador Horizontal
Envergadura da Asa
Envergadura do Estabilizador Vertical
Envergadura da Asa
Proporções de um planador
Relação entre Áreas
Área do Estabilizador Horizontal
Área da Asa
Área do Estabilizador Vertical
Área da Asa
Proporções de um planador
Relação de Comprimentos
Distância entre Estab. Horiz e Asa
Corda da Asa
Distância entre Estab. Vertical e Asa
Corda da Asa
Proporções de um planador
Mas quais são estes Valores ???
Cabe a vocês descobrirem!
Que tal medir alguns planadores
Atividade 2: Tabela Comparativa
Os dez (10) planadores mostrados abaixo estão desenhados em escala, ou
seja suas proporções foram mantidas portanto vamos usar os desenhos e
definir as proporções dos planadores?
Vamos escolher cinco deles e ver se as proporções são parecidas?
Número do
Planador
E
C
E/C
C/E
e EH
eEH / E
1
2
3
4
5
E = Envergadura Total (mm)
E/C = Envergadura dividido pelo Comprimento
C = Comprimento Total (mm)
C/E = Comprimento dividido pela Envergadura
eEH = Envergadura do Estab. Horizontal (mm)
eEH/E = Envergadura do Estab. Horizontal dividido
pela Envergadura da Asa
Proporções de um planador
Exemplos de proporções iniciais e importantes
C/E =
eEH/E =
Comprimento Total do Planador
Envergadura da Asa
Envergadura do Estabilizador Horizontal
Envergadura da Asa
Planador 01
Planador 02
Planador 03
Planador 04
Planador 05
Planador 06
Planador 07
Planador 08
Planador 09
Planador 10
Proporções de um planador
O que o Regulamento permite?
Então como podemos definir o comprimento e a envergadura?
3,2m
C+E
4,5m
A envergadura (E) + o comprimento (C),
deve estar entre 3,2m e 4,5m.
C
E
Desenhos ou Plantas Iniciais
Relatório de Projeto - Plantas
As plantas devem ser vistas como um meio de
mostrar como o miniplanador foi projetado e
como ele será
construído.
O desenho como ferramenta
O desenho sempre pode ser usado para testar
idéias.
Este nem precisa estar muito bonito ou
geometricamente correto mas, o importante é
transmitir e/ou registrar a idéia da melhor forma.
Alguns exemplos interessantes de aeronaves
reais e famosas que começaram com um
desenho bem simples é mostrado a seguir.
O desenho como ferramenta
Lockheed P-38 Lightning
Primeiras idéias
(desenhos)
Desenho aprimorado
Aeronave pronta
O desenho como ferramenta
Lockheed F-104
Primeiras idéias (desenhos)
Aeronave pronta
O desenho como ferramenta
Avro Vulcan
Primeiras idéias (desenhos)
Desenho aprimorado
Aeronave pronta
Planta para verificação dimensional
Planta de apresentação obrigatória contendo as dimensões de
envergadura (E) e comprimento (C) do miniplanador.
300
85
Exemplo de Planador
Planta para inspeção dimensional
Envergadura (L) = 2000mm (ou 2,0m)
Empenagem Horizontal (EH)
Comprimento (C) = 1050mm (ou 1,05m)
L + C = 2000 + 1050 = 3050 mm (ou 3,05m)
20
Vista em planta
Proporções de Empenagens,
100
Asa, Fuselagem e posição do CG apenas sugeridas
Centro de Gravidade (CG)
Linha de centro do planador
Vista lateral
2000
1050
230
Vista frontal
3°
190
Empenagem Vertical (EV)
Em 2009 ...
Em 2009 ...
Exemplos de plantas detalhadas
Exemplos de plantas detalhadas
Atividade Prática 3
Vamos continuar os nossos
desenhos?
Quais as proporções do nosso
miniplanador? Qual o tamanho da
asa? E o tamanho da cauda?
Nós vamos passar de mesa em mesa para
participar também. Daqui meia hora continuamos.
A estrutura de um planador
A estrutura do planador
A estrutura do planador
Elementos básicos da asa:
Materiais não permitidos
Madeira Balsa: usada especificamente em construção de
aeromodelos.
Materiais não permitidos
Revestimentos específicos de aeromodelimo:
Ex.: Monokote
Material Composto:
Ex.: Fibra de vidro, fibra de carbono, etc.
A construção do Miniplanador.
A construção do planador poderá ser feita de diversas
maneiras. A equipe deve decidir por aquela que for a
mais adequada ao melhor desempenho do
miniplanador. É um processo de pesquisa.
Esta construção pode ser:
Asa nervurada.
Asa com o uso de depron® (isopor de bandeja de frios/carnes)
Placas de isopor® lixadas ou cortada com fio quente definindo a forma
aerodinâmica da asa.
Revestimento de asa com papel de seda ou filme plástico (PVC).
Fuselagem de bambu, tubo de alumínio, ripa de madeira, etc.
A construção do Miniplanador.
Exemplos de construção
Asa com
revestimento
em depron e
estrutura em
madeira
Asa cortada em
isopor
Asa nervurada
Planador feito em depron
Asa cortada em depron
A construção do Miniplanador.
Exemplos de construção
Cauda com nervuras em
papelão, cartolina ou
varetas da bambu e
revestimento em papel
de seda embebido
com cola e água
Fuselagem em bambu ou
tubo de alumínio
Asa com estrutura em
madeira e nervuras em
papelão e papel
Ligação asa fuselagem em papelão
Idéias Construtivas - Asa
Atividade Prática 4
Vamos desenhar pensando na
construção dos miniplanadores?
Como vou construí-lo? Quais os
materiais que pretendo usar? Como
vou fazer a asa, a fuselagem?
Nós vamos passar de mesa em mesa para
participar também. Daqui meia hora continuamos.
E os desenhos, já
progrediram bastante?
Já temos os projetos
quase prontos?
Considerações finais
Por mais misterioso, fascinante e aparentemente
complexo que o voo das aeronaves ‘mais
pesadas que o ar’ possa parecer, temos a
convicção que os princípios físicos podem ser
compreendidos.
Que todos nós consigamos aprender bastante e
antes de tudo de uma forma divertida.
Vamos bater recordes com estes miniplanadores!
Obrigado!
Obrigado !!!
Dúvidas?
Sugestões?
Críticas?