Estudo aerodinâmico e estrutural de um autogiro

Abstract

O trabalho apresentado teve como principal objetivo a caracterização dos problemas aerodinâmicos e estruturais a serem observados no projeto de um Autogiro. Numa primeira etapa do trabalho, alguns conceitos básicos dos princípios da aerodinâmica que gera forças durante o voo destas aeronaves são delineadas. Numa segunda parte os componentes integrantes de um autogiro são modelados, onde alguns serão examinados por elementos finitos. Seguidamente foi realizado um cálculo á sustentação da asa, de modo a que o autogiro consiga levantar voo. Posteriormente, realizaram-se cálculos em algumas ligações aparafusadas, que se consideraram ser mais importantes para a intensidade das forças. Este cálculo teve como o objetivo, determinar se as ligações aparafusadas respeitam o critério de segurança. Finalmente, executou-se uma análise em elementos finitos na estrutura e no rotor, de maneira a avaliar o comportamento em termos da distribuição de tensões. Nesta etapa final também foi realizada uma análise às vibrações do autogiro, determinando as frequências naturais na estrutura e asa do rotor.

The work presented had as main goal the characterization of the problems of the aerodynamics and structural parameterization to be observed in the design of Autogyrus or Gyroplanes flight vehicles. In a first step, some basic concepts of the principles of aerodynamics that generates forces during the flight of these machines are outlined. In a second step, the integrating parts of the autogyrus are modeled, where some will be examined by finite element analysis. Then a calculation on the wing lift was performed, so that the autogiro can take the flight. After, calculations were performed in some bolted connections, considered to be most important for the forces intensity. This calculation had as objective to determine whether the bolted connections accomplished safety criteria. Finally, it was performed a finite element analysis in the structure and rotor, in order to evaluate the performance in terms of stress distribution. In this final stage it was also conducted an analysis of vibrations, determining the natural frequencies in the structure and rotor wing during its rotation.