Candidato: Diego Paúl Mise Cruz 
Programa: Mestrado em Engenharia Mecânica
Data: Junho de 2018
Orientador: Victor Juliano De Negri, UFSC
Resumo: A hidráulica é uma tecnologia amplamente utilizada em aplicações que exigem controle de grandes cargas e alta densidade de potência. Entretanto, os sistemas hidráulicos também são conhecidos por apresentarem uma baixa eficiência energética, especialmente quando comparada aos sistemas elétricos. Como consequência, um conceito conhecido como More Electric Aircraft –MEA defende que o projeto de novas aeronaves seja realizado com a utilização de mais equipamentos elétricos. Contudo, devido especialmente à fatores de segurança e confiabilidade, o controle das superfícies primarias ainda priorizam a utilização de atuadores hidráulicos. Segundo os resultados de pesquisas recentes, a hidráulica digital é uma tecnologia que vem se mostrando uma alternativa para a redução da dissipação de energia nestes sistemas. O objetivo principal do presente trabalho é a modelagem e análise experimental de um sistema hidráulico digital, com enfoque especial à eficiência energética. A concepção hidráulica digital utilizada neste estudo foi proposta pelo pesquisador Henri C. Belan e baseia-se na substituição da servoválvula por um conjunto de válvulas on/off associadas a um atuador multicâmaras e três linhas de pressão. Um modelo do sistema digital foi desenvolvido e implementado no software Hopsan, e validado com experimentos realizados na Bancada do Atuador Hidráulico Digital, existente no Laboratório de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos da Universidade Federal de Santa Catarina. Também foram desenvolvidos dois modelos equivalentes para o sistema de atuação com servoválvula, com o objetivo de comparar a eficiência destes sistemas. Um modelo considerando os vazamentos internos e outro sem considerar estes vazamentos. Para o modelo com vazamentos internos, a servoválvula foi modelada utilizando uma ponte de Wheatstone completa com resistências hidráulicas, o qual foi validado com base em resultados experimentais. Os resultados obtidos mostram um incremento considerável da eficiência energética do sistema digital, devido à ausência de controle resistivo por orifício, redução dos vazamentos internos e pelo piloto. O sistema com servoválvula considerando vazamentos internos tem uma eficiência de 1,2% e o sistema digital de 37,2%, com uma redução da energia de entrada de 16,6 a 1,7 kJ. Uma redução da dissipação de energia de 93%. Como resultado complementar, também foi analisada a influência do tamanho dos acumuladores na variação da pressão nas linhas de suprimento do sistema digital, e a influência no desempenho do sistema para o avanço e o recuo na máxima velocidade do atuador.
Referência: CRUZ, D. P. M. Análise de sistema hidráulico digital para aviões com foco em eficiência energética. 2018. 140 p. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina
