trem de pouso
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8/2/2019 TREM DE POUSO
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Instituto Politcnico, Nova Friburgo
August 30th- September 3rd, 2004 Paper CRE04 - AA12
Clculo Preliminar de Cargas Aplicadas ao Trem de Pouso de umaAeronave
Melzak Marques da Silva1 e Domingos Alves Rade2
Faculdade de Engenharia Mecnica, FEMEC, Universidade Federal de Uberlndia, UFU
Cep 38400-902, Uberlndia, MG, [email protected], [email protected]
O presente trabalho descreve uma metodologia de um projeto preliminar de trem de pouso
do tipo convencional para um aeromodelo participante da competio SAE Aerodesign 2004.Nesta competio deve-se projetar uma aeronave cargueira em escala reduzida conforme requisitos
impostos pelo regulamento. Para o ano de 2004, um destes requisitos a limitao da envergadura
total da aeronave, o que conflitante com a necessidade de uma grande rea alar para atender a
misso da aeronave de transportar a mxima carga til, implicado tambm maiores carregamentos
dinmicos sobre o trem de pouso, principalmente na aterrissagem. A partir da equao da
velocidade de cruzeiro, obtida atravs do princpio de conservao de energia mecnica, possvel
obter a equao que fornece o valor da velocidade vertical do aeromodelo, ou seja, a velocidade de
impacto do aeromodelo com o solo. Pode-se, alm disso, estimar a fora de impacto com o solo
aplicado a um corpo elstico (Eq. 01).
+++=
2
211
est
impacto
estestimpacto
V
K
mHKF
Eq. 01
onde, K = rigidez do trem de pouso; est = deformao esttica da suspenso do trem de pouso; H =
altitude de pouso; m = massa da aeronave; Vimpacto = velocidade de impacto com o solo.
A partir da geometria de Ackerman, localiza-se o centro de rolagem da aeronave para o seu
taxiamento, permitindo o clculo das foras laterais nas rodas do trem principal e da bequilha.
Realiza-se o somatrio de momentos em torno de uma das rodas do trem principal da aeronave,
permitindo o clculo da distncia entre as rodas de acordo com a (Eq. 02).
( ) ( )[ ]
VZ
TC
RodasFF
senFFhD
=
2
cos2 Eq. 02
onde, h = altura do centro de gravidade da aeronave ao solo; FC = fora centrpeta; FT = fora
tangencial; FV = fora vertical; FZ = peso sobre a roda em que se realiza o somatrio de momentos; = ngulo de Ackerman.
De posse da posio das rodas do trem principal, da fora de impacto durante a aterrissagem
e do dimetro da roda do trem principal, possvel realizar o dimensionamento dos componentes
estruturais do trem de pouso e da bequilha. Deve-se buscar uma soluo de compromisso de modo a
diminuir o peso dos componentes do trem de pouso da aeronave e maximizar a absoro das cargas
de impacto por este. A partir dos modelos desenvolvidos, implementados em ambiente MATLAB,
foram realizados vrios testes de simulao numrica visando avaliar o desempenho e caracterizar o
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected] -
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comportamento dinmico para o dimensionamento dos elementos do trem de pouso, tais como
mancais de rolamento, molas e reforos estruturais a serem realizados na estrutura da aeronave.
REFERNCIAS[1]Norton, R. L., 2004, Projeto de Mquinas Uma abordagem Integrada, Worcester
Polytechnic Institute, Worcester Massachusetts , 2a Edio.
[2]Raymer, Daniel P., 1999, Aircraft Design: A Conceptual Approach, AmericanInstitute of Aeronautics and Astronautics, Inc., Reston Virginia, 3nd Edition.
[3] Gillespie, Thomas D., Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of AutomotiveEngineers, Inc.