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MVO-11 Dinamica de Veıculos Aeroespaciais(carga horaria: 64 horas)
Flavio Silvestre
Departamento de Mecanica do VooDivisao de Engenharia AeronauticaInstituto Tecnologico de Aeronautica
2014
Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Ementa da disciplina
MVO-11 Dinamica de Veıculos Aeroespaciais
◮ Requisito: nao ha.
◮ Horas semanais: 2-1,5*-0,5**-6.
◮ Conteudo: Fundamentos da mecanica Newtoniana. Equacoesponto-massa e introducao ao desempenho de veıculos aeroespaciais.Estudo dos referenciais adotados em aplicacoes aeronauticas eespaciais. Dinamica de corpo rıgido. Introducao ao estudo daestabilidade e simulacao de veıculos aeroespaciais.
* aulas na sala 1418, assistidas com MATLAB, 4h a cada 2 semanas, 6eventos** dois eventos a 4h: ensaios em voo no IPEV, a serem marcados de acordocom a disponibilidade das aeronaves (Bandeirante, Brasılia ou 145), depreferencia entre a 6a e a 7a semanas
Flavio Silvestre MVO-11 Dinamica de Veıculos Aeroespaciais 2014
Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Razoes para estudar Modelagem e Simulacao?
◮ requisitos de desempenho: novos conceitos saomodelados e simulados para a determinacaodo desempenho preliminar - go on!
◮ teste de conceito: novos conceitos saoestudados via simulacao antes de umprototipo ser construıdo
◮ suporte em testes: antes que um teste sejarealizado, muitas simulacoes ja foramexecutadas para garantir que se esta medindoo que se quer medir
◮ reducao de custo com testes: um modelo desimulacao validado com ensaios pode serusado na investigacao de outros pontos doenvelope de voo
Eurofighter
A380
Embraer 190
(retiradas da wikpedia e spiegel.de)
Flavio Silvestre MVO-11 Dinamica de Veıculos Aeroespaciais 2014
Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Razoes para estudar Modelagem e Simulacao?
◮ investigacao de ambientes inacessıveis: atravesde simulacao pode-se investigar a priori aentrada de um veıculo na atmosfera marcianaou o pouso de um veıculo em Venus, porexemplo
◮ treinamento de pilotos: simuladores de voo
◮ avaliacao de procedimentos arriscados: falhasdo sistema e condicoes extremas de voopodem ser avaliadas de forma segura emsimuladores
◮ projeto de controladores de voo
(retiradas da wikpedia)
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Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: simuladores de voo
◮ treinamento depilotos
◮ validacao demodelos(dinamica,controle, PIO,modelosmatematicos depilotagem)
◮ pesquisa
Sephir @ TUB: cockpit
Sephir @ TUB: visualisação
Simulador do ZFB A330/340
@ TUB (agora na Finlândia)
Thyras @ TUB
projeto estudantil
figuras retiradas de fmra.tu-berlin.de
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Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: modo fugoidal (longitudinal)
Dornier Do-128 voando modo fugoidal
figura retirada de eufar.net
video retirado de youtube.com
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Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: modo de dutch-roll (latero-direcional)
Socata TB9 em modo de dutch-roll
figura retirada de airplane-pictures.net
video retirado de youtube.com
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Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: voo em regime de vento (rajada de vento)
Airbus A320 aterrissando no aeroporto de
Hamburgo sob fortes rajadas de vento (2008)
figura retirada de wikpedia.de
video retirado de youtube.com
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: controle de voo
Projeto Quadrocopter da Uni. Pennsylvania
video retirado de youtube.com
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Ementa da disciplinaIntroducao
Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: desempenho
◮ maximo alcance: cırculo de maximoraio que que contem as distancias quese pode percorrer
◮ maxima autonomia: tempo de voo
◮ problema da curva coordenada -altitude constante: mınimo raio,maxima velocidade angular
◮ decolagem / aterrissagem: mınimapista de pouso
◮ London City, pista: 1500m (BBI:4000m)
◮ problema da subida / descida: maximarazao de subida / descida
◮ London City, steep approach: 5,5◦
(padrao: ≈ 3,0◦)
c dassault
c wikpedia
aeroporto London City
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Introducao
Exemplo: desempenho (fonte: www.embraer.com.br)
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Introducao
Exemplo: desempenho (fonte: www.embraer.com.br)
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Introducao
Exemplo: ensaio em voo do ano passado (MVO-10, turma 14)
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Bibliografia recomendada
◮ Zipfel, P., Modeling and Simulation of Aerospace Vehicle
Dynamics. AIAA Educational Series, 2007;◮ Yechout, T. R., Introduction to Aircraft Flight Mechanics. AIAA
Educational Series, 2003;
Bibliografia auxiliar:
◮ Stevens, B. L. and Lewis, F. L., Aircraft Control and Simulation,
2nd. Ed.. John Wiley & Sons, Inc., 2003;◮ Nelson,R. C., Flight Stability and Automatic Control. The
McGraw-Hill Companies, Inc., 1998;◮ Paglione, P. e Zanardi, M. C., Apostila de MVO-03: Estabilidade e
Controle de Aeronaves, 1990;
Outras fontes interessantes:◮ curso de Dinamica de Voo do Prof. Stengel (Princeton Univ.): MAE331
Outono/2010 http://www.princeton.edu/~stengel/MAE331Lectures.html
◮ curso de Dinamica da Profa. Widnall (MIT): Course 16.07 Outono/2009http://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fall-
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Plano do curso
◮ modelo atmosferico
◮ conceito de velocidades (verdadeira, calibrada, indicada)
◮ equacoes ponto-massa e introducao ao desempenho
◮ sistema de referencia e matrizes de transformacao
◮ deducao das equacoes do movimento com a aproximacao de corpo rıgido usandoa segunda Lei de Newton
◮ modelos aerodinamico e propulsivo
◮ programacao das equacoes do movimento em Matlab R© (atraves de funcoes e emSimulink), para simulacao do voo
◮ equilıbrio e linearizacao das equacoes do movimento em torno de uma condicaode voo
◮ estudo da estabilidade estatica
◮ estudo da estabilidade dinamica (longitudinal e latero-direcional) e determinacaodas qualidades de voo respectivas
◮ estudo do comportamento dinamico de espaconaves: comportamento autonomolongitudinal e lateral
◮ determinacao de atitude baseada em GPS
◮ transferencia de orbitas e transferencia de Hohmann
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Plano do curso
Distribuicao do curso:
◮ 16 x 2h de aulas teoricas semanais
◮ 6 x 4h de aulas praticas (programacao) a cada duas semanas
◮ 2 x 4h de ensaios em voo (1 ensaio por bimestre, a ser agendadocom o IPEV)
◮ TOTAL: 64h
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Bibliografia recomendadaPlano do curso
Avaliacao
Avaliacao
O calculo da nota de MVO-11 levara em conta, por bimestre:
◮ prova bimestral, contribuindo com 50% da nota,
◮ trabalhos de programacao, contribuindo com 35% da nota,
◮ ensaio em voo, contribuindo com os 15% restantes,
alem do exame final.
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