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Desde o início da década de 2010, o aumento do preço do combustível de aviação e a pressão da sociedade para redução da emissão de gases nocivos ao meio ambiente, junto com a necessidade de redução de ruído durante as fases de decolagem e pouso, levaram as companhias aéreas a buscar aeronaves mais eficientes. Para suprir essa demanda, os fabricantes de aviões comerciais solucionaram esse problema através do uso de motores de maior desempenho, que apresentam maior diâmetro que motores de gerações passadas. Desse modo, foi necessário projetar asas com maior diedro na região da raiz, possibilitando a instalação desses novos motores, e diedro menor após a seção do motor, adotando assim a solução de asa em gaivota. O presente trabalho visa analisar o impacto de diferentes tipos de asas em gaivota nos coeficientes aerodinâmicos de uma aeronave de configuração comercial típica. Para tanto, foi realizada uma revisão bibliográfica dos estudos envolvendo asas em gaivota. Numa primeira fase foi feito um estudo analítico das características aerodinâmicas de alguns modelos de aeronaves com asa em gaivota, e em uma segunda fase, foram empregadas ferramentas computacionais para analisar seus comportamentos aerodinâmicos. Posteriormente, em uma terceira fase, esses modelos foram ensaiados no túnel de vento do LAE (Laboratório de Aerodinâmica da EESC/USP), e os resultados das três fases foram comparados. / Since the beginning of the 2010s, the increasing price of aviation fuel and the pressure of society to reduce the emission of harmful gases into the environment, coupled with the need of noise reduction during the takeoff and landing, induce carrier companies to look for more efficient airplanes. To furnish this demand, the airplane manufacturers solved the problem using high performance engines, which present a larger diameter than the engines from previous generations. Thereby, it was necessary to project wing with higher dihedral on the root portion, enabling the installation of these new engines, and a lower dihedral after the engine section, thus adopting a gull wing solution. This research project aims at analyzing the impact of different types of gull wing on the aerodynamic coefficients of a typical commercial configuration airplane. For this purpose, a bibliographic review about the studies related to gull wings was performed. In a first phase, an analytical analysis of the aerodynamic characteristics of some airplane model with gull wings was done, and in a second phase, computational programs was used to study their aerodynamic behavior. Later, in a third phase, these models were tested in the wind tunnel of LAE (Laboratory of Aerodynamics of EESC/USP), and the results from the three phases were compared.

Desde o início da década de 2010, o aumento do preço do combustível de aviação e a pressão da sociedade para redução da emissão de gases nocivos ao meio ambiente, junto com a necessidade de redução de ruído durante as fases de decolagem e pouso, levaram as companhias aéreas a buscar aeronaves mais eficientes. Para suprir essa demanda, os fabricantes de aviões comerciais solucionaram esse problema através do uso de motores de maior desempenho, que apresentam maior diâmetro que motores de gerações passadas. Desse modo, foi necessário projetar asas com maior diedro na região da raiz, possibilitando a instalação desses novos motores, e diedro menor após a seção do motor, adotando assim a solução de asa em gaivota. O presente trabalho visa analisar o impacto de diferentes tipos de asas em gaivota nos coeficientes aerodinâmicos de uma aeronave de configuração comercial típica. Para tanto, foi realizada uma revisão bibliográfica dos estudos envolvendo asas em gaivota. Numa primeira fase foi feito um estudo analítico das características aerodinâmicas de alguns modelos de aeronaves com asa em gaivota, e em uma segunda fase, foram empregadas ferramentas computacionais para analisar seus comportamentos aerodinâmicos. Posteriormente, em uma terceira fase, esses modelos foram ensaiados no túnel de vento do LAE (Laboratório de Aerodinâmica da EESC/USP), e os resultados das três fases foram comparados. / Since the beginning of the 2010s, the increasing price of aviation fuel and the pressure of society to reduce the emission of harmful gases into the environment, coupled with the need of noise reduction during the takeoff and landing, induce carrier companies to look for more efficient airplanes. To furnish this demand, the airplane manufacturers solved the problem using high performance engines, which present a larger diameter than the engines from previous generations. Thereby, it was necessary to project wing with higher dihedral on the root portion, enabling the installation of these new engines, and a lower dihedral after the engine section, thus adopting a gull wing solution. This research project aims at analyzing the impact of different types of gull wing on the aerodynamic coefficients of a typical commercial configuration airplane. For this purpose, a bibliographic review about the studies related to gull wings was performed. In a first phase, an analytical analysis of the aerodynamic characteristics of some airplane model with gull wings was done, and in a second phase, computational programs was used to study their aerodynamic behavior. Later, in a third phase, these models were tested in the wind tunnel of LAE (Laboratory of Aerodynamics of EESC/USP), and the results from the three phases were compared.

As abelhas da tribo Meliponini apresentam distribuição pantropical. São encontradas mais de 400 espécies pertencentes a 50 gêneros, sendo que mais de 300 estão presentes nas Américas. Os meliponíneos são responsáveis por grande parte da polinização das plantas nativas. A destruição das florestas tem ameaçado seriamente as abelhas sem ferrão, isolando-as em fragmentos e expondo-as ao endocruzamento e aos efeitos de perda de variabilidade genética. No presente estudo, foram empregadas análises moleculares (PCR-RFLP, análise de locos de microssatélites e o sequenciamento de um trecho do gene COI) e morfométrica (Análise da Morfometria Geométrica das asas) no intuito de se verificar a variabilidade em uma pequena população de Frieseomelitta varia residente no campus da USP de Ribeirão Preto (n=33). Para comparação, foram coletados e analisados indivíduos de áreas externas ao campus, ao longo da distribuição natural da espécie (n=36) e também de duas outras espécies F. trichocerata (n=30) e F. doederleini (n=3). Os resultados mostraram maior variabilidade mitocondrial e nuclear para o campus da USP em relação às amostras externas. Pelo menos nove matrilinhagens originaram a população do campus. O grande número de alelos encontrados nas amostras do campus pode ser explicado pela introdução de ninhos, por alta variabilidade já existente nos ninhos fundadores e/ou fluxo gênico via machos. Os resultados moleculares e morfológicos mostram grande similaridade entre F. varia e F. trichocerata, e em contraste, grande distância entre F. varia e F. doederleini, indicando que F. trichocerata deve ser considerada como uma variação geográfica (ecótipo) de F. varia. / The stingless bees present a pantropical distribution. There are more than 400 species belonging to 50 genera. More than 300 are present in the Americas. These bees have a remarkable role in the pollination of native plants. Forest destruction has threatened stingless bees populations by isolating them in forest fragments and exposing them to the effects of inbreeding and loss of genetic variability. In the present study we applied molecular (PCR-RFLP, microsatellite loci analysis and COI sequencing) and morphometric (Geometric Morphometry of Wings) analysis to verify the genetic variability of a small population of Frieseomelitta varia (n=33) resident in the campus of USP - Ribeirão Preto. For comparison, individuals collected across the species natural geographic range and also samples of two other species, F. trichocerata(n=30) and F. doederleini (n=3), were analyzed. The results showed greater mitochondrial and nuclear variability for the samples from the campus in relation to the species overall. Nine matrilines, at least, gave rise to the current campus colonies. The large microsatellite allele number can be explained by recurrent nests introduction, or by high variability already present in the founder nests and/or current gene flow mediated by males. The molecular and morphometric data show high similarity between F. varia and F. trichocerata, and in contrast, high distance between F. varia and F. doederleini, indicating that F. trichocerata should be considered as a geographic variation (ecotype) of F. varia.

A assimetria de cinco estruturas corporais da mosca-das-frutas Ceratitis capitata foi analisada para uma avaliação se poderiam ser utilizadas como bioindicadores. As análises foram feitas em amostras de uma população natural e de uma população de laboratório. Adicionalmente, em amostras obtidas da população de laboratório, os índices de assimetria foram avaliados após a submissão das diferentes amostras à diferentes temperaturas. No estágio de pupa, as amostras foram tratadas nas temperaturas de 17, 20, 25 e 30oC. As estruturas analisadas, em machos e fêmeas foram as cerdas frontais (FO), orbitais (OB), pós-oculares (PO), o comprimento e largura das asas. Nos machos, além dessas estruturas, foi incluída a análise do comprimento de uma das cerdas orbitais, a supra-fronto-orbital (SFO), que apresenta dimorfismo sexual. A variação numérica das cerdas FO e OB foi muito baixa em todas as amostras, não permitindo uma análise da assimetria. A assimetria das demais características, tanto merísticas como métricas, mostrou ser compatível com o modelo da assimetria flutuante (AF). O grau de assimetria de cada estrutura não diferiu entre machos e fêmeas, mas foi significativamente mais alto na amostra da população de laboratório do que na amostra da população natural. No entanto, a assimetria holística (somatória da AF das diferentes estruturas) não mostrou diferenças entre as duas amostras. Nas amostras submetidas a diferentes temperaturas foram observadas alterações significativas no grau de assimetria das estruturas, mas nenhuma alteração no tipo de assimetria que continuou sendo caracterizada como flutuante. Essas análises mostraram não haver diferenças entre os sexos, nem interações entre sexo e temperatura, mas apenas diferenças significativas entre as temperaturas. A assimetria flutuante das cerdas pós-oculares aumenta com o elevação da temperatura, a AF do comprimento das asas e da cerda SFO (nos machos) não mostra correlação com as temperaturas e os resultados indicam que a AF da largura das asas é mais elevada nas temperaturas extremas que nas intermediárias. A comparação da assimetria holística entre as amostras das diferentes temperaturas mostrou que as diferenças não foram significativas. Os resultados indicam que a assimetria das 52 cerdas pós-oculares e das medidas do largura das asas apresentam potencial para evidenciar eventuais estresses durante o desenvolvimento desses insetos. Indicam, também, que a utilização de uma assimetria holísitca pode mascarar possíveis diferenças da assimetria flutuante de estruturas individuais. / Asymmetry of five traits of the fruit fly Ceratitis capitata, an introduced insect pest in Brazil, was analysed in order to evaluate if they present potencial to be used as bioindicators of the \"quality\" of these insects. Samples from a natural population and from a laboratory colony were studied. Moreover, asymmetry was measured in samples from the laboratory colony maintained during the pupal stage, in the temperatures of 17, 20, 25 and 30oC. The analysed traits of males and females, were the frontal, the orbital and the postocular bristles, measurement of the length and cross diameter of the wings and the length of the supra-frontoorbital bristles in the males that show a pronounced sexual dimorphism. Since the numerical variation of the frontal and orbital bristles was very low in all samples it was not possible to analyse the variation in terms of asymmetry. For all other traits, meristic or metric, asymmetry was characterized as following the fluctuating asymmetry (AF) model. AF of the different traits does not differ between sexes, but was significantly higher in the laboratory sample than in the sample from the natural population. No significant differences, however, were found in the holistic asymmetry (sum of AF of different traits) between the two samples. In relation to the experiments conducted in different temperatures, no variations in AF levels were observed between sexes, nor interactions between sex and temperatures. However, significant differences were observed among the samples submitted to different temperatures. AF of the postocular bristles increases proportionaly to the increment of the temperature, while AF of wings and supra-fronto-orbital bristles (in males) lengths showed no correlations with the temperatures, and AF of the cross diameter of wings seems to be higher at the extreme temperatures than at the intermediate ones. When a holistic AF was applied, no significant differences among the temperature samples were observed. The results indicate that asymmetry of the postocular bristles and the length of the wings are parameters showing potencial use as indicators of stresses during development of these insects. They also indicate that a holistic asymmetry may mask variations in the asymmetry of individual traits.

Um método numérico é desenvolvido para calcular a resposta indicial de uma asa em um escoamento compressível subsônico. A resposta indicial calculada é a variação dos coeficientes aerodinâmicos após uma mudança abrupta no ângulo de ataque da asa. O método é do tipo rede de vórtices, em que os efeitos não-estacionários são calculados através da emissão intermitente de vórtices livres formando a esteira turbilhonar da asa. Os resultados obtidos são restritos a asas finas e pequenos ângulos de ataque, uma vez que é utilizado um modelo matemático linearizado. São estudados os efeitos do número de Mach, alongamento e enflechamento na resposta indicial. Os resultados possuem boa concordância com resultados similares de trabalhos anteriores. O método também pode ser aplicado no estudo de movimentos arbitrários da asa, usando o princípio de superposição e a integral de Duhamel, devido à linearidade do sistema.

O presente trabalho surgiu da necessidade da Embraer de que o aplicativo WSDS (Wing Structure Design System) aumentasse seu nível de aderência ao processo de dimensionamento estrutural de asas realizado na empresa, através de uma análise estrutural mais acurada das espessuras dos painéis de revestimento da asa. Para solucionar esse problema utilizou-se recursos disponíveis no domínio dos Sistemas Especialistas, em uma abordagem de Engenharia Baseada no Conhecimento. Assim, para se armazenar parte do conhecimento da Embraer a respeito de dimensionamento estrutural de uma asa, esse trabalho desenvolveu e implementou o Sistema Baseado no Conhecimento chamado SASP (Structural Analysis of Skin Panels). Esse sistema refina o cálculo da espessura dos painéis de revestimento de uma asa realizado pelo PDO (Preliminary Design Optimization). Foram realizados estudos de caso com asas de duas aeronaves da Embraer. A análise dos resultados obtidos mostrou que há limitações na forma como o módulo PDO do WSDS realiza a busca por uma configuração mais leve para a estrutura da asa. O principal problema encontrado foi a forma como o PDO realiza as distribuições de esforços na seção transversal da baia, que utiliza um retângulo como aproximação da seção transversal das baias da asa. Os estudos de sensibilidade realizados com o SASP indicaram que são necessárias várias iterações para que o sistema alcance resultados mais acurados e que a escolha do correto método de análise do painel de revestimento tem grande influência no resultado final. O presente trabalho contribuiu também para desenvolvimento de um modelo generativo de asa, aproximando o resultado encontrado pelo PDO do resultado real, melhorando a precisão de análises preliminares realizadas pela Embraer.

O presente trabalho trata de uma análise comparativa das diferentes soluções de projeto para painéis de revestimento de asa, tendo como objetivo o projeto preliminar dos painéis de revestimento da asa de um avião militar de treinamento proposto pela Embraer e desenvolvido por um grupo de alunos do Programa de Especialização em Engenharia (PEE). Estudaram-se as três principais soluções de projeto, praticadas atualmente pela indústria aeronáutica: painéis de revestimento de chapa com reforçadores cravados, revestimento usinado com perfis reforçadores integrados e painéis de revestimento de material composto. Todo o desenvolvimento do projeto leva em conta aspectos referentes às características da aeronave, requisitos estruturais (tensões, estabilidade e fadiga), processos de fabricação (peças primárias e montagens), peso, manutenção e etc. As análises estruturais necessárias para a obtenção das dimensões preliminares e concepção inicial dos painéis de revestimento foram baseadas no método de elementos finitos, com o auxilio de diversas ferramentas computacionais específicas.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a extensão do Método da Rede Turbilhonar Generalizado na obtenção da evolução temporal dos coeficientes de força e momento aerodinâmicos em regime de vôo supersônico não estacionário. É utilizado um modelo linearizado das equações básicas da mecânica dos fluidos para a obtenção da resposta indicial de asas planas e sem espessura. Os resultados são comparados aos existentes na literatura, obtidos por meio de cálculos analíticos, demonstrando a validade do método. São estudadas as influências das características geométricas da asa e do número de Mach na resposta aerodinâmica a uma variação em degrau de ângulo de ataque. Devido à linearidade do modelo, os resultados obtidos podem ser utilizados na obtenção da resposta a um movimento qualquer, por meio do princípio da superposição e da aplicação da integral de Duhamel.

A velocidade de cruzeiro de uma aeronave comercial ée normalmente estabelecida através de estudos comparativos com aeronaves existentes e com o compromisso de vários outros parâmetros, tais como consumo de combustível, tempo necessário para executar uma missão típica e mesmo, apelo comercial de venda. Contudo, ao se estabelecer velocidades de cruzeiro elevadas, em decorrência de se desejar um menor tempo de vôo, o peso estrutural da aeronave aumenta consideravelmente em algumas faixas de número de Mach. Também, a necessidade de se enflechar a asa faz com que, eventualmente, dispositivos hipersustentadores complexos sejam empregados, aumentando o peso estrutural. O maior consumo de combustível em velocidades elevadas, faz com que se tenha asas de maior área, para poder alojar a quantidade então requerida. Assim, essa e outras considerações fazem com que a aeronave apresente uma degradação do desempenho de subida, impactando desfavoravelmente no tempo de vôo. Finalmente, a economia de tempo proporcionada por velocidades maiores pode não ser significativa se a missão típica ée de pequeno ou médio alcance. O presente trabalho tem por objetivo avaliar como o Mach de cruzeiro de uma aeronave comercial de transporte influencia o peso estrutural da asa. Para tal, aeronaves foram projetadas para atender a uma missão com alcances especificados com a premissa de que todo o combustível seja alojado na asa. Uma rotina de anteprojeto foi desenvolvida para o cálculo do coeficiente de sustentação de cruzeiro e determinação das características geométricas da asa, tais como, enflechamento e área, para atender os requisitos da missão e estimativa inicial do peso estrutural da asa através do método do Torenbeek. A partir daí, o peso estrutural dessas asas ée calculado através de um método com maior exatidão. Para tal, criou-se geometrias iniciais das asas para aeronaves com velocidades de cruzeiro variando de Mach 0,75 a 0,90 com sistema de CAD CATIA. Essas geometrias foram geradas e analisadas pelo módulo PDO (Predesign Optimisation - Otimização do Pré-dimensionamento) do aplicativo WSDS (Wing Structural Design Sistem - Aplicativo para Projeto Estrutural da Asa). O aplicativo WSDS ée um sistema multidisciplinar, desenvolvido empregando a metodologia da engenharia baseada no conhecimento, que auxilia no projeto estrutural do caixão central da asa desde a concepção atée um nível bastante sofisticado. O módulo PDO necessita do fornecimento do arquivo de lofting da asa feito no CATIA e de um envelope de cargas da aeronave em questão. O PDO então constrói a representação plana da asa, a qual define a posição das longarinas, das nervuras e reforçadores, além de fornecer todas as dimensões iniciais dos elementos estruturais, dentre de uma margem de segurança requerida. Todos os cálculos são efetuados usando expressões analíticas e gráficas disponíveis na literatura. O método numérico obtém uma estimativa otimizada de peso do caixão central da asa, assim como o número ótimo de nervuras por caixão central, número ótimo de reforçadores por baias (região formada entre duas nervuras) e o dimensionamento dos componentes estruturais (revestimento, longarina, nervuras e reforçadores), para os quais servem de entrada no WSDS com um erro de aproximadamente 5%. Essa metodologia ée aplicada apenas para aviões do tipo EMB 170/190.