Materiais absorvedores de radiação eletromagnética são constituídos por compostos que proporcionam significativas perdas de energia. Dentre eles pode-se citar as ferritas, cujas propriedades são dependentes de sua microestrutura a qual, por sua vez, depende das condições de processamento do material. Neste trabalho foi usado o método dos precursores poliméricos na síntese de ferritas de zinco e cobre, de composição geral MexFe3-xO4 (Me = Cu ou Zn e 0,001 x 0,50) e caracterização físico-química foi realizada para avaliar a aplicabilidade destes materiais como centros absorvedores de radiação eletromagnética. As análises por FT-IR e DRX mostraram a formação das ferritas, tendo-se observado que, para a ferrita de zinco, a fase majoritária encontrada foi a ZnFe2O4 (franklinita), enquanto que para a de cobre, a fase majoritária foi a -Fe2O3 (hematita), com menor formação da fase CuFe2O4 (ferrita de cobre). A elevação da temperatura de tratamento térmico aumentou o tamanho das partículas de todas as formulações de ferritas. A micrografia dos pós mostrou partículas muito pequenas em forma de aglomerados, especialmente devido à sinterização da fase hematita, presente em todas as amostras. Os pós de formulação Cu0,5Fe2,5O4 e Zn0,5Fe2,5O4 calcinados a 900C/3h também mostraram melhores resultados para a medida de refletividade, com valores máximos de atenuação da radiação de -2,42 dB (42,7%) e -2,48 dB (43,5%) em frequência de 8,2 GHz, para as ferritas de Cu e Zn respectivamente, e se apresentam como melhores candidatos a materiais absorvedores de radiação eletromagnética, possivelmente devido à maior cristalinidade do material associada ao menor tamanho das partículas obtidas. Além disso, observou-se que as amostras que apresentaram sinterização da hematita apresentaram maior tamanho de aglomerados associado à menor resposta nos ensaios de refletividade. Pode-se concluir, portanto, que a presença de hematita não inviabiliza o uso das ferritas como centros absorvedores de radiação eletromagnética, no entanto a densificação do material por sinterização da hematita deve ser evitada.

Este trabalho aborda o tema materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE) multicamadas. Um estudo multidisciplinar é desenvolvido com o intuito de otimizar a perda por reflexão de sinais de micro-ondas incidentes sobre esses materiais, na banda X de frequências (8,2 a 12,4 GHz), sob incidência normal. Uma proposta para projeto e planejamento eficiente da fabricação de MARE é feita por meio da integração de metodologias de caracterização eletromagnética, simulação computacional e processamento de materiais. Este estudo tem como foco otimizar MARE compostos por 3 camadas, a partir de uma base de dados de dez materiais, ou seja, cinco dielétricos (negro de fumo) e cinco magnéticos (ferro carbonila). Tal estudo visa determinar a composição ótima de cada camada (espessuras, materiais, posicionamento) da estrutura absorvedora para obter a melhor atenuação da radiação eletromagnética incidente. A metodologia de busca utilizada é a otimização evolutiva por meio do algoritmo genético MOGA-II, instalado no software modeFRONTIER. Após as inserções, no algoritmo genético, de valores de medidas experimentais de permissividades elétricas e permeabilidades magnéticas dos 10 materiais, 18 simulações são realizadas, baseadas em 3 grupos de situações, quanto à composição das estruturas de 3 camadas: o primeiro composto apenas pelos 5 materiais dielétricos, o segundo pelos outros 5 materiais magnéticos e o terceiro grupo baseado em estruturas compostas pela combinação dos 10 materiais, dielétricos e magnéticos. As otimizações realizadas mostram que os melhores resultados foram obtidos para as estruturas com a presença de ferro carbonila e negro de fumo simultaneamente. O melhor resultado encontrado para a perda ótima por reflexão é -67,625 dB, com a espessura no valor de 0,0023 m. Bons resultados também são obtidos para as estruturas à base de ferro carbonila. Dentre esses podem ser citadas as perdas por reflexão de -46,298 dB e -54,703 dB, para as estruturas com espessuras de 0,0020 m e 0,0019 m, respectivamente. A estratégia de busca realizada por meio do software mostra-se satisfatória. É apresentado também um estudo comparativo entre as larguras de banda de frequências de operação dos absorvedores otimizados. Ao final, é feita uma análise de sensibilidade das espessuras do material multicamadas, em relação às perdas por reflexão obtidas após as simulações.

Estratégias de controle preditivo vêm encontrando grande aceitação no meio industrial, principalmente devido à sua capacidade de tratar sistemas multivariáveis com restrições operacionais sobre as variáveis controladas e/ou manipuladas. Estudos têm revelado que o projeto de controladores preditivos pode se beneficiar do uso de formulações em multiescala quando a dinâmica da planta exibe modos com constantes de tempo substancialmente diferentes entre si. Entre alguns atrativos da abordagem em multiescala pode-se citar, por exemplo, menor complexidade computacional, fusão natural de medidas e ações de controle em diferentes escalas de tempo, bem como estimação em multiescala de perturbações e modelagem de ruídos não-estacionários. Apesar dos atrativos citados, o projeto de controladores preditivos em multiescala (MS-MPC) não tem sido muito explorado na literatura. O presente trabalho apresenta contribuições no campo de identificação em multiescala e, ainda, para o projeto de controladores MS-MPC e resolve alguns pontos dúbios levantados nas propostas encontradas na literatura, a saber: estrutura pré-definida para a matriz de controle $B$ e particularização das restrições de operação sobre o controle multiescala para o caso em regime permanente. Tais problemas foram sanados através de uma reformulação das equações multiescala e pelo uso de técnicas de mapeamentos (inversíveis e não-inversíveis) de polítopos, respectivamente. É proposto, ainda, um aprimoramento que permite o tratamento de problemas de condições terminais e a incorporação da estratégia de horizontes variáveis ao controlador preditivo.

The necessity for high performance axial compressors for various applications is shown. The basic theory associated with the study of these machines is presented. A method for calculating the properties of the flow along the compressor is presented. Depending on the design requirements the number of stages is selected and an appropriate shape of the channel studied. Then the compressor blading is made, row-by-row, from the calculation of the flow using a non-viscous flow associated with a loss model that allows, from the known flow at the leading edge, calculate the flow at the trailing edge. The calculations are made on streamlines initially positioned by the criterion of the same area and then repositioned according to the flow calculation in each row until the streamlines do not change their position anymore. Then the boundary-layer on hub and casing walls is evaluated, calculating the blockage coefficients, initially arbitrated. An iterative procedure is done until the blockage coefficients no longer vary. At the end, there are all the dimensions of the compressor and the properties of the flow on the streamlines at the leading and trailing edges of each row. With the geometry fixed and varying the inlet mass flow the maximum mass flow that would result in choke and the minimum one that would result in stall, or even surge, of the compressor can be determined. The computer program was written aiming at being used in a design optimization research.

Os materiais absorvedores de radiação, quando atingidos por uma onda eletromagnética, têm a sua estrutura molecular excitada, fazendo com que parte da energia incidente seja convertida em energia térmica. Normalmente, esses absorvedores contêm em suas formulações aditivos como materiais carbonosos, ferritas e polímeros condutores. O presente trabalho estuda o processamento de absorvedores híbridos via colagem de mantas poliméricas, colmeias e espumas, todas impregnadas com ferrita de MnZn e negro de fumo. Esta ferrita foi previamente selecionada por comparação com as ferritas de NiZn e MgZn. A caracterização dos materiais obtidos foi realizada pelo uso dos métodos do arco NRL e de inserção entre antenas, na faixa de 8 a 16 GHz. Os resultados mostram que as diferentes combinações dos aditivos geram materiais com diferentes níveis de atenuação da radiação incidente, sendo que os mais eficientes foram os obtidos como mantas de silicone dopadas com ferrita de MnZn e negro de fumo na proporção de 50/40/10, m/m, respectivamente, atenuando a radiação em torno de -10 dB. Foi verificado, também, que a atenuação da radiação nos absorvedores híbridos é definida pela primeira camada, mostrando que o processamento desses materiais é complexo, necessitando de estudos adicionais para melhorar a adesão entre as diversas camadas e, conseqüentemente, o casamento de impedância entre os diferentes materiais.

Os Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE) possuem características química e física que convertem a energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. Atualmente, esses materiais são utilizados nos setores espacial, aeronáutico, telecomunicações e médico, em aplicações que requerem o controle do nível da radiação eletromagnética. Este trabalho mostra o estudo do comportamento de MARE, obtidos via combinação adequada de substratos de materiais compósitos com matrizes epóxi e fenólica reforçadas com fibras de carbono, vidro e aramida, e revestimentos absorvedores de radiação eletromagnética, comprometidos com a faixa de freqüências entre 8 e 12 GHz. A caracterização eletromagnética dos materiais foi realizada pelo uso dos métodos de guia de onda, arco NRL, perda por inserção entre antenas e seção reta radar, que envolvem fundamentalmente a determinação do coeficiente de transmissão e reflexão do material. O material absorvedor de radiação eletromagnética foi obtido pelo uso de um aditivo magnético baseado em ferrita da classe espinélio, tipo MnZn, em matriz do tipo epóxi com concentração de 60 % em massa. O MARE obtido aplicado em uma placa metálica plana apresenta uma absorção máxima em 10 GHz, igual a -20 dB (99%) e -43 dB (99,995%) com 2mm e 3 mm de espessura, respectivamente. A absorção da radiação eletromagnética do MARE obtido foi correlacionada com os parâmetros complexos de permeabilidade e permissividade, granulometria e espectroscopia Mossbauer, onde foi verificado que a granulometria altera o comportamento de absorção. O MARE com 2 mm de espessura foi aplicado nas placas planas de materiais compósitos, onde foi determinado que o coeficiente de reflexão destes substratos foi reduzido entre -20 dB (99%) e -13 dB (95%) em 10 GHz. Quando o MARE com 2 mm de espessura foi aplicado em substratos metálicos (alumínio) com geometrias tipos diedro e triedro, foi observada uma maior redução da radiação incidente, de -25 dB (99,7%) e -30 dB (99,9%) em 10 GHz, respectivamente, devido ao efeito de múltiplas reflexões do sinal entre as faces desses alvos.

Neutralizadores dinâmicos de vibração são dispositivos do tipo massa, mola e amortecedor que são comumente aplicados como sistemas passivos de controle de ruído e vibrações em aeronaves turbo hélice. Os mesmos são fixados na fuselagem da aeronave e ao vibrarem em sua frequência natural geram uma força de reação que tende a neutralizar o deslocamento da fuselagem no ponto de fixação. Através da escolha dos valores de massa, rigidez e amortecimento dos neutralizadores dinâmicos de vibração, a frequência natural dos mesmos é ajustada de modo a coincidir com a frequência de passagem de pá da hélice ou suas harmônicas, frequências estas onde estão concentrados os maiores níveis de energia. A modelagem de neutralizadores dinâmicos de vibração aplicados em uma fuselagem pode ser feita incluindo os neutralizadores explicitamente em um modelo de elementos finitos da fuselagem. Entretanto, tal abordagem exige a solução deste modelo a cada nova configuração de neutralizadores dinâmicos de vibração, o que é computacionalmente custoso e inviabiliza a avaliação de uma quantidade elevada de configurações. Para contornar tal problema, no presente trabalho uma técnica baseada em matrizes receptância é aplicada para modelar a inclusão de neutralizadores dinâmicos de vibração em uma fuselagem. Para aumentar a confiabilidade dos resultados de modelagem de neutralizadores dinâmicos de vibração aplicados em uma fuselagem, um modelo aleatório não paramétrico é apresentado para incluir o efeito de incertezas presentes nas dimensões da fuselagem nas análises. A solução de tal modelo tem um custo computacional reduzido quando comparada a modelos paramétricos clássicos, como por exemplo o Método de Monte Carlo. A combinação deste modelo aleatório não paramétrico com a técnica baseada em matrizes de receptância anteriormente citada é discutida neste trabalho, permitindo a avaliação da variação do desempenho dos neutralizadores dinâmicos de vibração para diferentes amostras de uma fuselagem com incertezas em suas dimensões.

A Rede de Telecomunicações Aeronáuticas (ATN) é uma rede global que interconecta redes terrestres a enlaces terra/ar usados para transportar comunicações relacionadas a serviços vitais para a segurança dos passageiros de uma aeronave, como as mensagens de gerenciamento de tráfego aéreo. Estes serviços têm requisitos restritos de qualidade de serviço, como atraso, disponibilidade e integridade. Recentemente a ICAO padronizou o uso da suíte de protocolos IPv6 como método de comunicação para ATN, incluindo o uso de redes IPv6 móveis. Entretanto, o uso de redes móveis sem um método de otimização de rota é ineficiente, saturando a rede de origem do roteador móvel, e adicionando atrasos inaceitáveis para serviços com necessidades de qualidade restritas, além de aumentar a probabilidade de falhas no caminho da comunicação, comprometendo a continuidade e integridade das mensagens. Ainda assim, a ICAO definiu que o uso de um método de otimização de rotas não é mandatório, até que a IETF defina uma técnica padrão para redes móveis. Diversas propostas têm sido feitas para uma técnica padrão de otimização de rotas em redes móveis, e este trabalho tem o objetivo de fazer uma análise comparativa de algumas destas propostas, tendo em vista o uso aeronáutico.

O objetivo da presente dissertação é desenvolver um programa para cálculo expedito de tensões e propriedades geométricas de seções transversais de VANT - Veículo Aéreo não Tripulado. O trabalho expõe a fundamentação teórica que serviu de base para os cálculos, as hipóteses utilizadas, e apresenta o software juntamente com o modo de utilizá-lo. São apresentados quatro estudos de caso em que são determinados o centro de gravidade, os momentos de inércia, o centro de esforço cortante, as tensões normais e cisalhantes de modelos de caixas de torção e fuselagem, juntamente com uma análise das tensões e determinação de Margem de Segurança para o escoamento através do critério de Von Mises. Comparando os resultados fornecidos pelos estudos de caso com os dados obtidos por métodos analíticos ou disponíveis na literatura, conclui-se que o software apresentado representa uma ferramenta adequada para o dimensionamento e análise das tensões atuantes em uma estrutura de VANT.

O desenvolvimento de produtos, especialmente na indústria aeronáutica, é uma atividade altamente complexa. A grande quantidade de processos, ferramentas e métodos envolvidos gera um volume considerável de informações que, se não forem bem organizadas e registradas, podem se perder com facilidade, gerando desperdício. Neste contexto, o desenvolvimento de produtos lean, baseado no consagrado Sistema Toyota de Manufatura, surge como uma excelente alternativa para tornar este ambiente mais organizado e eficiente. Dentre suas inúmeras ferramentas, os ábacos ou curvas de trade-off assumem papel fundamental na busca pelo registro do conhecimento, de forma clara e visual, gerando conhecimento reutilizável. Apesar dos inúmeros estudos realizados nos últimos anos a respeito da filosofia e dos conceitos lean, o ábaco - talvez por ser um dos maiores diferenciais competitivos das empresas que o utilizam - não tem sido abordado com a profundidade necessária. Para tentar preencher esta lacuna, este trabalho apresenta uma proposta de método para criação de ábacos, com foco nos ábacos utilizados no anteprojeto de aeronaves. Para validar o método, são apresentados estudos de caso ilustrando sua aplicação e os conceitos aplicados, além dos resultados que comprovam sua eficácia e viabilidade.