Candidato: Rodrigo Simões Lopes Junior Dissertacao_Lopes_2021

Programa: UFSC / POSMEC

Data: Novembro de 2021

Orientador: Victor Juliano De Negri

Resumo: Esta dissertação apresenta uma análise do comportamento dinâmico de um Atuador Hidráulico Digital – DHA para acionamento de superfícies de controle de aeronaves em condição de falha. Os acionamentos hidráulicos são amplamente utilizados em superfícies de controle de aeronaves, sendo a abordagem mais tradicional para esse fim o controle por servoválvulas ou válvulas proporcionais. Entretanto, a baixa eficiência energética devido aos efeitos restritivos e vazamentos internos vem motivando o desenvolvimento de novas soluções, onde destacam-se os sistemas hidráulicos digitais, que tem se mostrado como alternativa promissora para aliar o tradicional e já bem estabelecido desempenho robusto da hidráulica com ganhos de eficiência energética devido a eliminação desses efeitos. Contudo, poucos estudos ainda são encontrados sobre o desempenho de atuadores hidráulicos digitais em condições de falha, bem como sua capacidade de reconfiguração para promover a tolerância a falhas do sistema, sendo este um dos principais requisitos para aplicações aeronáuticas. Estudos iniciais para a concepção DHA mostraram que em condições de falha o atuador perde a capacidade de exercer determinados valores de força, que podem comprometer o desempenho operacional e a sua confiabilidade. Até o momento, não havia sido formalizada uma estratégia de reconfiguração para o sistema operando em falha, não se sabendo, portanto, se este seria capaz de continuar atendendo aos requisitos operacionais e garantir redundância funcional. Neste sentido, os resultados apresentados nesta dissertação compõem uma serie de análises realizadas com a concepção DHA, os quais permitiram uma maior compressão do seu comportamento em condições de falha, de forma a entender quais são os requisitos mínimos de redundância que garantem a operacionalidade do sistema para diferentes falhas. Para isto, foram utilizados experimentos e modelos matemáticos dos atuadores estudados que foram posteriormente redimensionados e aplicados nos elevons de um modelo de aeronave de combate na configuração delta-canard e monoposto. Por fim, esta dissertação se soma ao conjunto de trabalhos desenvolvidos pela parceria Brasil-Suécia envolvendo LASHIP-UFSC, FLUMES-LIU, CERTI e SAAB AB, que vem apresentando resultados promissores em soluções de atuadores hidráulicos digitais para fins aeroespaciais, recebendo reconhecimento internacional como referência nesta temática.

Referência:  LOPES, R. S. Jr. Avaliação do Desempenho Dinâmico de um atuador hidráulico Digital para Aplicações Aeronáuticas em Condição de Falha. 2021. 153 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2021.