Resumo |
As atividades de pesquisa desenvolvidas pela Equipe Acauã de Aerodesign da Universidade Federal de Viçosa contam com bolsistas de iniciação científica que ficam, cada um, responsável por uma área do conhecimento necessário para se projetar um aeromodelo eficiente e que cumpra os requisitos necessários para que execute o voo na competição da SAE Brasil. O presente trabalho tem como objetivo trazer informações e resultados sobre a estabilidade e controle de um avião, elucidando de maneira objetiva os requisitos necessários para que um avião seja estável e bem controlado. Um dos meios de transporte que possui maior complexidade é o avião, uma vez que este se desloca em três eixos, ou seja, três graus de liberdade em seu movimento, mas para tal deslocamento, este deve ser estável sob alguns pontos de vista. A estabilidade é a tendência do veículo de retornar ao seu estado de equilíbrio após uma perturbação, logo, força e o momento tendem a restaurar o avião ao seu ponto de equilíbrio no caso do equilíbrio estático. O tema estabilidade é dividido, geralmente, em estabilidade estática e dinâmica. Se um avião estiver num voo uniforme e constante, a força resultante e o momento resultante em relação ao centro de gravidade devem ser iguais a 0, daí dizemos que o avião está trimado, ou seja, Coeficiente de Momento (Cm) em torno do Centro de Gravidade (CG) igual 0. Por outro lado, se as forças e momentos não somarem 0, o avião estará sujeito a acelerações translacionais e rotacionais. O ponto importante é que se quisermos ter um ponto de equilíbrio estável, o avião deve desenvolver uma força ou momento restaurador para trazê-lo de volta à condição de equilíbrio. Na estabilidade dinâmica, estamos preocupados com o histórico de tempo do movimento do veículo após ser perturbado a partir de seu ponto de equilíbrio. Vale observar que o avião pode até ser estaticamente estável, mas dinamicamente instável. A estabilidade estática não garante a estabilidade dinâmica, porém, para que o avião seja dinamicamente estável, ele deve ser estaticamente estável. A estabilidade pode ser analisada por 3 diferentes modos de acordo com os eixos da aeronave, ou seja: longitudinal, direcional e lateral. Análises de estabilidade são feitas centradas na resposta das mudanças dos ângulos de orientação, em outros termos, nas derivadas de estabilidade que são derivadas dos coeficientes dos momentos aerodinâmicos em função do ângulo de ataque e derrapagem. A condição de estabilidade estática longitudinal de uma aeronave é a presença de um momento restaurador que irá trazer o avião de volta à posição de equilíbrio após ter sofrido uma perturbação(ex: rajada de vento). A condição para que o avião seja estaticamente estável e trimado a ângulos de ataque positivos é necessário que a derivada do Coeficiente de Momento pelo ângulo de ataque seja menor que zero e que o Coeficiente de Momento para ângulo zero seja maior que zero. |