{"id":6819,"date":"2023-12-06T11:54:19","date_gmt":"2023-12-06T14:54:19","guid":{"rendered":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/?p=6819"},"modified":"2025-12-03T15:54:30","modified_gmt":"2025-12-03T18:54:30","slug":"2023-variable-speed-digital-electro-hydraulic-actuator-for-aircraft-application","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/2023-variable-speed-digital-electro-hydraulic-actuator-for-aircraft-application\/","title":{"rendered":"2023 – Variable Speed Digital Electro\u00ad-hydraulic Actuator For Aircraft Application"},"content":{"rendered":"Candidato:<\/b> Dimitri Oliveira e Silva\"\"<\/a><\/p>\n

Programa:<\/b> UFSC \/ POSMEC<\/p>\n

Data:<\/b> Mar\u00e7o de 2023<\/p>\n

Orientador:<\/b> Victor Juliano De Negri (UFSC)<\/p>\n

Coorientador:<\/b> Gierri Waltrich (UFSC)<\/p>\n

Resumo:<\/b> O desenvolvimento de equipamentos, produtos e sistemas mais eficientes \u00e9 um dos principais focos de pesquisa na atualidade. Em muitos casos, o estudo para obter sistemas mais eficientes est\u00e1 relacionado \u00e0 redu\u00e7\u00e3o do consumo de combust\u00edvel e \u00e0 redu\u00e7\u00e3o da emiss\u00e3o de poluentes, como ocorre nos meios de transporte utilizados atualmente, sejam eles terrestres, aqu\u00e1ticos ou a\u00e9reos. A hidr\u00e1ulica \u00e9 uma tecnologia extensivamente utilizada em setores industriais, de m\u00e1quinas pesadas e sistemas de atua\u00e7\u00e3o para controle de superf\u00edcies de aeronaves. Esta tecnologia destaca\u00adse pela sua elevada densidade de pot\u00eancia, robustez, confiabilidade e din\u00e2mica. Por\u00e9m, \u00e9 tamb\u00e9m conhecida por sua baixa efici\u00eancia energ\u00e9tica devido, principalmente, ao uso de controle dissipativo e por vazamentos internos de componentes. Uma das formas de melhorar a efici\u00eancia energ\u00e9tica de um sistema \u00e9 atrav\u00e9s da redu\u00e7\u00e3o do desperd\u00edcio de energia. Nessa vertente, a hidr\u00e1ulica digital vem sendo estudada ao longo dos \u00faltimos anos no intuito de reduzir a utiliza\u00e7\u00e3o do controle dissipativo, amplamente utilizado em sistemas hidr\u00e1ulicos controlados por servo v\u00e1lvulas ou v\u00e1lvulas proporcionais. Esta tese de doutorado prop\u00f5e uma nova topologia de atuador hidr\u00e1ulico digital denominado de Variable Speed Digital Electro\u00adHydraulic Actuator \u2013 VSDEHA, com \u00eanfase na aplica\u00e7\u00e3o para superf\u00edcies de controle de aeronaves e foi realizada em colabora\u00e7\u00e3o com a Universidade de Link\u00f6ping e a Saab AB. A solu\u00e7\u00e3o proposta utiliza uma bomba hidr\u00e1ulica digital acoplada a um motor el\u00e9trico de velocidade vari\u00e1vel para suprir um cilindro sim\u00e9trico, de acordo com a demanda de vaz\u00e3o. Atrav\u00e9s do emprego do conceito de hidr\u00e1ulica digital, o controle de posi\u00e7\u00e3o do cilindro \u00e9 realizado utilizando v\u00e1lvulas on\/off de assento, no intuito de reduzir a dissipa\u00e7\u00e3o de energia do sistema e evitar o vazamento interno. Um m\u00e9todo para o projeto de uma bomba hidr\u00e1ulica digital de velocidade vari\u00e1vel \u00e9 proposto. A aplica\u00e7\u00e3o do m\u00e9todo gera informa\u00e7\u00f5es \u00fateis para a sele\u00e7\u00e3o de motores el\u00e9tricos, como torque e velocidade, al\u00e9m da combina\u00e7\u00e3o de bombas sugerida para atender cada ponto de opera\u00e7\u00e3o do atuador. A utiliza\u00e7\u00e3o da rota\u00e7\u00e3o vari\u00e1vel possibilitou um controle suave e cont\u00ednuo do cilindro, apresentando boa resposta ao controle de posi\u00e7\u00e3o. Uma das vantagens dessa topologia \u00e9 o reduzido n\u00famero de v\u00e1lvulas, em rela\u00e7\u00e3o a outras topologias de atuadores hidr\u00e1ulicos digitais. A implementa\u00e7\u00e3o do sistema hidr\u00e1ulico foi feita utilizando os softwares MatLab\/Simulink\u00ae e Hopsan. Um modelo de motor el\u00e9trico foi utilizado para avaliar o consumo energ\u00e9tico da solu\u00e7\u00e3o. L\u00f3gica Fuzzy foi utilizada para criar um identificador de esfor\u00e7os e dire\u00e7\u00e3o de movimento, utilizado na estrat\u00e9gia de controle do atuador. Experimentos foram realizados em uma bancada constru\u00edda para prova de conceito. A avalia\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica realizada apresentou uma efici\u00eancia de at\u00e9 58% na convers\u00e3o da energia hidr\u00e1ulica para sa\u00edda de energia \u00fatil no cilindro. Foram realizadas simula\u00e7\u00f5es para comparar o VSDEHA como outros atuadores. Em compara\u00e7\u00e3o com um atuador eletro\u00adhidrost\u00e1tico (EHA), foi poss\u00edvel atingir o dobro da efici\u00eancia na convers\u00e3o de energia hidr\u00e1ulica. Em compara\u00e7\u00e3o com um atuador servo hidr\u00e1ulico (SHA), em uma simula\u00e7\u00e3o de voo, o VSDEHA precisou de cerca de 22 vezes menos energia para a execu\u00e7\u00e3o do mesmo trabalho. Finalmente, foi conclu\u00eddo que o VSDEHA apresenta um grande potencial para o desenvolvimento de atuadores hidr\u00e1ulicos mais eficientes e com boa controlabilidade, podendo ser aplicado tamb\u00e9m em outras \u00e1reas como ind\u00fastria e m\u00e1quinas m\u00f3veis, com a vantagem de utilizar componentes mais baratos, simples e robustos, reduzindo custo de implementa\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Refer\u00eancia:<\/strong> OLIVEIRA E SILVA, D. Variable Speed Digital Electro-Hydraulic Actuator for Aircraft Application<\/strong>. 2023, 211 p. Tese (P\u00f3s-Gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia de Mec\u00e2nica) – Universidade Federal de Santa Catarina.<\/p>\n

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Candidato:<\/b> Dimitri Oliveira e Silva
\nPrograma:<\/b> UFSC \/ POSMEC
\nData:<\/b> Mar\u00e7o de 2023
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\nCoorientador:<\/b> Gierri Waltrich (UFSC)<\/p>\n","protected":false},"author":17,"featured_media":6809,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[9],"tags":[],"class_list":["post-6819","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-teses"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6819"}],"collection":[{"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/users\/17"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6819"}],"version-history":[{"count":5,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6819\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8017,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6819\/revisions\/8017"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6809"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6819"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6819"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/laship.ufsc.br\/site\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6819"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}