Um míssil Superfície-Ar é considerado como um corpo rígido com seis graus de liberdade utilizando a Lei de Navegação Proporcional Tridimensional para interceptar o alvo, que realiza manobras de evasiva. A análise do desempenho do míssil ao perseguir um alvo manobrável é realizada em função dos envelopes de lançamento deste, a uma determinada condição de engajamento míssil-alvo. São proposto dois conjuntos de ganhos escalonados no tempo, um para a Lei de Navegação Proporcional Tridimencional e outro para o comando de atuação em arfagem e guinada. Como ferramenta, desenvolveu-se um programa escrito em linguagem Pascal, que simula a trajetória de interceptação a partir de condições iniciais de ataque estabelecidas. Através de muitas simulações, em que considerou-se várias famílias de trajetórias, foram testados os conjuntos de ganhos escalonados no tempo econsidera-se satisfatório se o desempenho não se altera para uma variação de mais ou menos 10% nos parâmetros aerobalísticos do míssil.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-10-05T14:19:48Z No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-01T20:08:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-01T20:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RodrigoQueirozNeiva.pdf: 7130497 bytes, checksum: e113e90caf4fdd323c036d7af21eab61 (MD5) / O projeto conceitual de mísseis táticos impõe o desafio de lidar com uma ampla gama de variáveis e parâmetros de projeto e atender a determinados requisitos operacionais. Além disso, a limitação de recursos e a competitividade estabelece que seja obtida não somente uma solução que atenda aos requisitos, mas uma concepção mais vantajosa. Nesse contexto surge a necessidade de uma ferramenta de auxilio ao projetista, na fase de projeto conceitual de mísseis táticos, que empregue técnica de otimização multiparamétrica e multiobjetiva. O presente trabalho visa o desenvolvimento de uma ferramenta computacional para auxílio no projeto conceitual de mísseis táticos, mediante a otimização da configuração geral do míssil. O programa desenvolvido, denominado Scorpio 1.0, incorpora modelos teóricos simplificados e de rápida avaliação nas áreas de aerodinâmica, propulsão, peso e trajetória de voo. Para o processo de otimização é empregada técnica de algoritmos genéticos. O Scorpio 1.0 foi avaliado em diferentes etapas. Inicialmente foi verificada sua capacidade de otimizar a solução de uma função de teste. Em seguida foi averiguada a precisão dos modelos teóricos utilizados ao se comparar a previsão de desempenho e características, dada pelo programa, com os valores reais de um míssil de cruzeiro existente. Os resultados indicados pelo programa apresentaram boa aproximação dos dados do míssil real. Posteriormente foi verificada a capacidade de repetibilidade de resultados em execuções com configurações idênticas, quando o programa indicou soluções próximas nos diferentes casos. Por fim, o programa foi utilizado demonstrativamente para otimização de um míssil em fase de desenvolvimento no Brasil. Os resultados obtidos indicaram um míssil com massa de lançamento de aproximadamente 68% da previsão inicial dos participantes do projeto, atendendo aos requisitos e restrições de projeto, demonstrando assim a viabilidade do uso do programa Scorpio 1.0 para otimização de mísseis táticos em fase de projeto conceitual. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Conceptual design of tactical missiles imposes the challenge of dealing with a wide range of design variables and parameters and fulfilling certain operational requirements. In addition , limited resources and competitiveness requires not only a solution that meets the requirements , but a more advantageous design. In this context, the need for a tool to aid the designer in the conceptual design of tactical missiles arises, making use of multiparametric and multiobjective optimization techniques. The objective of this work is to develop a computational tool to assist in the conceptual design of tactical missiles, by the optimization of the general configuration of the missile. The developed program, called Scorpio 1.0, incorporates simplified theoretical models and rapid assessment in areas such aerodynamics, propulsion, weight and flight trajectory. For the optimization process is employed technique of genetic algorithms. The Scorpio 1.0 was evaluated in difentes steps. Initially it was verified its ability to optimize the solution of a test function. Then has been investigated the accuracy of the theoretical models used comparing the prediction of performance and features, foreseen by the program, with the data of an existing cruise missile. The results indicated by the program showed good approximation to the reference missile data. It was later verified the program‟s results repeatability capacity at different executions with identical configurations, when the program indicated close solutions in different cases. Finally, the program was used demonstratively for optimization of a missile under development at Brazil. The results indicated a missile with launch mass of approximately 68% of the initial value, foreseen by the project participants, while still meeting the requirements and restrictions, thus demonstrating the feasibility of using the Scorpio 1.0 for optimization of tactical missiles in conceptual design phase.

O uso de técnicas de Controle Preditivo a um problema de guiamento, baseado no modelo representativo de uma aeronave não tripulada (míssil) em condição real de aplicação e o comparativo do desempenho da técnica clássica de guiamento, Navegação Proporcional, são apresentados neste trabalho. O controlador preditivo empregado determina a sequência de sinais de saída futuros para se alcançar a referência de acordo com os horizontes de controle e predição estabelecidos, substituindo assim as leis de guiamento utilizadas para interceptação que fornecem os comandos para a pilotagem da aeronave. O controlador é implementado no espaço de estados utilizando o modelo linearizado e discretizado da planta, tratando-se de um caso SIMO. O controle dos movimentos do míssil está relacionado ao posicionamento do alvo, que é a referência utilizada pelo controlador. Os parâmetros do controlador preditivo são obtidos empiricamente a partir da análise da influência de cada variável no processo de interceptação. A referência para todo o horizonte de predição é determinada através da obtenção da posição futura do alvo proporcionada pelo uso de algoritmos baseados em filtro de Kalman. A partir das condições reais de operação, ou seja, considerando a existência de ruídos nas medições, o posicionamento atual do alvo é empregado para a determinação de sua localização e velocidade no instante seguinte. O vetor de ganho e as matrizes de covariâncias são calculadas em tempo real, permitindo adaptação do filtro à mudanças no ambiente, tais como variações no erro de medida dos sensores, dependentes da distância do alvo ao sensor. Para os testes realizados, assumiu-se que o movimento do míssil ocorre no plano e é de curta duração. Para fins de validação são realizadas simulações contemplando diferentes cenários. O sistema é avaliado no que diz respeito à capacidade de rejeição a incertezas nas medidas de localização do alvo e robustez para o rastreamento de alvos com movimentos distintos: fixo, velocidade constante e manobrável. Interfaces gráficas são geradas, em ambiente Matlab e, ilustram o resultado obtido em cada um dos cenários considerados.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Este trabalho apresenta uma metodologia quer permite realizar o projeto básico (preliminar) de um míssil tático. Especificamente, o projeto aborda mísseis táticos cujo sistema propulsivo é baseado em estatorreatores a combustível sólido. A parafina sólida tem-se mostrado uma alternativa importante para motores foguete a propelentes híbridos. Os parâmetros relevantes da equação da taxa de regressão da parafina em motores a propelente híbridos foram determinados com diversos tipos de oxidante. Inúmeros estudos indicam que a parafina tem se mostrado um combustível de alto desempenho para motores foguete. Não se tem notícia, contudo, do estudo da parafina como combustível para estatorreatores. Desta forma, neste trabalho, construiu-se uma bancada experimental para avaliar combustíveis sólidos operando com ar viciado (oxidante). Um conjunto de ensaios permitiu definir uma equação para a taxas de regressão da parafina operando com ar viciado que simula um míssil operando a 10000 m de altitude a velocidade de Mach 2,5. Com base nesta equação, projetou-se um míssil da classe ar-ar cujo sistema propulsivo é baseado em estatorretaor a combustível sólido com parafina. Os resultados indicaram que a metodologia proposta permite definir as dimensões preliminares de um míssil tático, propulsado por um estatorreator com combustível totalmente a base de parafina sólida. / This work presents a methodology, which allows conducting preliminary design of tactical missiles. Specifically, the research addresses tactical missiles whose propulsive system was based on solid fuel ramjet. Solid paraffin has been one important alternative for hybrid rocket engines. The relevant parameters of the solid-fuel regression rate had been determined for a diversity of oxidizers. Many studies show that paraffin gives good engine performance in hybrid rocket engines. A literature survey indicated an absence of work on paraffin as an alternative fuel for ramjets. In this work, a test bench was constructed in order to evaluate solid fuels combustion with vitiated air (oxidizer). A set of firings allowed the definition of a regression equation for the paraffin and vitiated air that simulates a missile operating at 10000 m altitude and at Mach 2.5 velocity. Based on the proposed equation for the solid fuel regression rate, it was designed an air to air missile, relying on a solid fuel ramjet operating with paraffin. The results showed that the proposed methodology allows defining the preliminary dimensions of an air to air tactical missile whose propulsive system is entirely based on solid fuel paraffin.

Computadores embarcados sao empregados em veiculos aeroespaciais com a finalidade de realizar o controle da trajetoria.O presente trabalho contem a solucao para a computacao embarcada do missil superficie-ar VTT-1, referente a implementacao de seu software. Como a maioria dos projetos de sistemas, este se iniciou pela definicao dos criterios e requisitos operacionais. Foram estabelecidas as sequencias de eventos de execucao do computador embarcado. Para este estudo foi empregada uma plataforma, de testes e de desenvolvimento, baseada num sistema de desenvolvimento. Os resultados da implementacao embarcada sao apresentados e avaliados com referencia a dados obtidos teoricamente.

Medidas de Seção Reta Radar (RCS) permitem determinar a área efetiva equivalente de um alvo, quando iluminado por uma onda de radar. Em outras palavras, é a razão entre a energia de uma onda eletromagnética irradiada por um radar, incidente em um alvo, e a energia espalhada pelo mesmo. Esse espalhamento pode ser monoestático, quando as ondas eletromagnéticas refletidas pelo alvo são medidas na mesma direção da fonte emissora (radar), ou biestático, quando as ondas refletidas são detectadas em outras direções. O fenômeno de espalhamento de ondas eletromagnéticas permite obter informações importantes sobre o alvo, tais como sua geometria e suas dimensões físicas. Este trabalho apresenta o estudo de otimização de um sistema de medidas de RCS de alvos de geometrias complexas (mísseis), com o desenvolvimento de um circuito discriminador de ruídos interferentes e, também, o estudo de redução da RCS dos alvos complexos pela aplicação de Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE). As medidas de RCS foram realizadas em campo fechado, na condição monoestática, utilizando uma câmara anecóica, na faixa de freqüências de 5 a 7 GHz (banda C) e de 8 a 12 GHz (banda X) e, também, na condição biestática, em ambiente aberto na banda X. O estudo da redução foi realizado pela aplicação de MARE à base de manta de silicone aditada com negro de fumo, desenvolvida na AMR/CTA. Resultados experimentais obtidos na caracterização de um setor de míssil nas bandas C e X, em câmara anecóica, mostram a complexidade envolvida na interpretação de diagramas de RCS de alvos complexos. O uso do circuito discriminador de ruídos, projetado e construído neste trabalho, melhora a resolução dos diagramas de RCS, com o aumento da sensibilidade das medidas de RCS em até 26 dB e da gama dinâmica de 25 dB para 50 dB. A aplicação de MARE no míssil promoveu uma redução de RCS de até 98%.

Em missões aerotáticas é necessário que um veículo aéreo aborte a missão de outro veículo opressor, o qual é denominado de alvo. As leis de navegação aplicadas a este veículo determina, uma trajetória adequada para a colisão, enquanto que as leis de controle o estabilizam e tendem a minimizar o erro entre a sua trajetória e a calculada. Este erro pode ser desprezível a grandes distâncias do alvo, mas se torna altamente significativo nas suas proximidades, e que, em muitos casos impossibilita a navegação e o controle. Portanto, como é dificil a obtenção da colisão com o alvo, precisa-se de um sistema que passe a atuar quando as leis de navegação e de controle não são mais efetivas. Tal sistema é composto de um sensor de proximidade e de uma cabeça de guerra. Este trabalho consiste em desenvolver um modelo matemático de um sensor de proximidade, da cinemática dos fragmentos de uma cabeça de guerra e determinar uma lei de tempo ótimo de atraso de iniciação de uma cabeça de guerra. O problema é analisado para o caso tridimensional para vários tipos de encontros, considerando o alvo como um corpo tridimensional.

Este trabalho apresenta um procedimento de ensaios visando a caracterização de um sensor inercial do tipo bloco girométrico através do seu modelo de erro. Para tanto, utiliza-se a linguagem de programação gráfica LabVIEWTM (Laboratory Virtual Instruments Engineering Workbench) e o simulador de movimentos CONTRAVESTM / ACUTROL 2000 (com três graus de liberdade). O desenvolvimento do trabalho tem por finalidade a automação do ambiente de teste, tendo-se em vista, a importância que este sensor inercial representa no contexto da engenharia aeroespacial, já que se constitui como um dos elementos fundamentais do sistema de controle de um míssil e de um veículo lançador. Espera-se, desta forma, obter um procedimento sistemático para realizar ensaios com sensores no intuito de montar um banco de dados com as principais características, objetivando selecionar o melhor sensor. Colocou-se como requisito a criação de um ambiente de ensaios preparado para receber qualquer tipo de sensor inercial visando atender os projetos atuais e futuros do Instituto e Aeronáutica e Espaço. Os resultados obtidos para o procedimento proposto são apresentados na forma gráfica e tabelas.

Orientador: Reginaldo Mattar Nasser / Resumo: A proliferação de armamentos nucleares representa um problema ainda não solucionado na agenda de segurança internacional, e está intimamente relacionada à proliferação de mísseis balísticos. A literatura sobre este tópico contém diferentes hipóteses sobre o que causa a proliferação, as quais podem ser distinguidas entre aquelas que se referem à demanda que os Estados têm por esses armamentos e aquelas que enfatizam o papel da oferta, ou seja, da facilidade de acesso à tecnologia sensível através da cooperação civil internacional. Nesta pesquisa, investigamos o papel de diferentes elementos sobre as decisões dos Estados de adquirirem, ou não, armamentos nucleares e mísseis balísticos, contrapondo as forças relacionadas à demanda e à oferta. Através de uma análise quantitativa, identificamos algumas correlações relevantes, com destaque para a importância da insegurança como uma força motriz da proliferação e a aparente irrelevância do acesso à tecnologia através de acordos de cooperação internacional. A partir de nossa análise estatística, selecionamos o caso da não-aquisição canadense como objeto para uma investigação mais detida, em que confirmamos a importância do contexto de segurança e o papel marginal do acesso à tecnologia, além de identificarmos uma influência de aspectos identitários sobre a decisão de não-aquisição. Diante disso, concluímos que os fatores relativos à demanda têm impacto muito superior sobre a proliferação do que fatores relacionados à oferta. / Abstract: Nuclear weapons proliferation represents a yet unsolved problem in the international security agenda, and it is intimately related to ballistic missile proliferation. Specialized literature on this topic contains different hypotheses about what causes proliferation, which can be distinguished between those that refer to states’ demand for these weapons, and those that emphasize the role of supply, represented by states’ access to sensitive technology through international civil cooperation. In this research, we investigate the role that different factors play in influencing states’ decision to acquire or relinquish nuclear weapons and ballistic missiles, and we contrapose forces related to demand and supply. Through a quantitative analysis, we identify some relevant correlations, among which the relevance of insecurity as a driving force of proliferation and the apparent irrelevance of access to technology through international cooperation are particularly noteworthy. From our statistical analysis, we select the case of Canadian non-acquisition to be the object of more detained investigation, through which we confirmed the importance of the security context and the marginal role of access to technology, besides identifying an influence of identity aspects on the non-acquisition policy. In light of this, we conclude that factors relating to demand have a far larger impact on proliferation than factors relating to supply. / Resumen: La proliferación de armamentos nucleares representa un problema que todavía no tiene solución en la agenda de seguridad internacional, y que está íntimamente relacionado a la proliferación de mísiles balísticos. La literatura acerca de este tópico contiene distintas hipótesis sobre lo que causa la proliferación, que pueden ser distinguidas entre las que se refieren a la demanda de los Estados por eses armamentos, y las que enfatizan el papel de la oferta, o sea, la facilidad de acceso a tecnología sensible a través de la cooperación civil internacional. En esta pesquisa, investigamos el papel de distintos elementos sobre la decisión de los Estados de adquirieren, o no, los armamentos nucleares y los mísiles balísticos, haciendo un contrapunto entre las fuerzas relacionadas a la demanda e a la oferta. A través de un análisis cuantitativo, identificamos algunas correlaciones relevantes, con destaque para la importancia de la inseguridad como una fuerza motriz de la proliferación y la aparente irrelevancia del acceso a tecnología por acuerdos de cooperación internacional. A partir de nuestro análisis estadístico, seleccionamos el caso de la no-adquisición canadiense como objeto para una investigación más detenida, en la cual confirmamos la importancia el contexto de seguridad y el papel marginal del acceso a la tecnología, además de identificamos una influencia de aspectos identitarios sobre la decisión de no-adquisición. Frente a eso, concluimos que los factores relativos a la ... (Resumen completo clicar acceso eletrônico abajo) / Doutor

Submitted by RAQUEL DE BESSA GONTIJO DE OLIVEIRA null (raquelbgontijo@gmail.com) on 2018-03-03T14:17:45Z No. of bitstreams: 1 Tese de doutorado - Raquel de Bessa Gontijo de Oliveira.pdf: 2199485 bytes, checksum: 7175c3b6adf14970ba69328f64b9f2e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Satie Tagara (satie@marilia.unesp.br) on 2018-03-05T17:45:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_rbg_dr_mar.pdf: 2199485 bytes, checksum: 7175c3b6adf14970ba69328f64b9f2e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T17:45:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_rbg_dr_mar.pdf: 2199485 bytes, checksum: 7175c3b6adf14970ba69328f64b9f2e2 (MD5) Previous issue date: 2018-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proliferação de armamentos nucleares representa um problema ainda não solucionado na agenda de segurança internacional, e está intimamente relacionada à proliferação de mísseis balísticos. A literatura sobre este tópico contém diferentes hipóteses sobre o que causa a proliferação, as quais podem ser distinguidas entre aquelas que se referem à demanda que os Estados têm por esses armamentos e aquelas que enfatizam o papel da oferta, ou seja, da facilidade de acesso à tecnologia sensível através da cooperação civil internacional. Nesta pesquisa, investigamos o papel de diferentes elementos sobre as decisões dos Estados de adquirirem, ou não, armamentos nucleares e mísseis balísticos, contrapondo as forças relacionadas à demanda e à oferta. Através de uma análise quantitativa, identificamos algumas correlações relevantes, com destaque para a importância da insegurança como uma força motriz da proliferação e a aparente irrelevância do acesso à tecnologia através de acordos de cooperação internacional. A partir de nossa análise estatística, selecionamos o caso da não-aquisição canadense como objeto para uma investigação mais detida, em que confirmamos a importância do contexto de segurança e o papel marginal do acesso à tecnologia, além de identificarmos uma influência de aspectos identitários sobre a decisão de não-aquisição. Diante disso, concluímos que os fatores relativos à demanda têm impacto muito superior sobre a proliferação do que fatores relacionados à oferta. / Nuclear weapons proliferation represents a yet unsolved problem in the international security agenda, and it is intimately related to ballistic missile proliferation. Specialized literature on this topic contains different hypotheses about what causes proliferation, which can be distinguished between those that refer to states’ demand for these weapons, and those that emphasize the role of supply, represented by states’ access to sensitive technology through international civil cooperation. In this research, we investigate the role that different factors play in influencing states’ decision to acquire or relinquish nuclear weapons and ballistic missiles, and we contrapose forces related to demand and supply. Through a quantitative analysis, we identify some relevant correlations, among which the relevance of insecurity as a driving force of proliferation and the apparent irrelevance of access to technology through international cooperation are particularly noteworthy. From our statistical analysis, we select the case of Canadian non-acquisition to be the object of more detained investigation, through which we confirmed the importance of the security context and the marginal role of access to technology, besides identifying an influence of identity aspects on the non-acquisition policy. In light of this, we conclude that factors relating to demand have a far larger impact on proliferation than factors relating to supply. / La proliferación de armamentos nucleares representa un problema que todavía no tiene solución en la agenda de seguridad internacional, y que está íntimamente relacionado a la proliferación de mísiles balísticos. La literatura acerca de este tópico contiene distintas hipótesis sobre lo que causa la proliferación, que pueden ser distinguidas entre las que se refieren a la demanda de los Estados por eses armamentos, y las que enfatizan el papel de la oferta, o sea, la facilidad de acceso a tecnología sensible a través de la cooperación civil internacional. En esta pesquisa, investigamos el papel de distintos elementos sobre la decisión de los Estados de adquirieren, o no, los armamentos nucleares y los mísiles balísticos, haciendo un contrapunto entre las fuerzas relacionadas a la demanda e a la oferta. A través de un análisis cuantitativo, identificamos algunas correlaciones relevantes, con destaque para la importancia de la inseguridad como una fuerza motriz de la proliferación y la aparente irrelevancia del acceso a tecnología por acuerdos de cooperación internacional. A partir de nuestro análisis estadístico, seleccionamos el caso de la no-adquisición canadiense como objeto para una investigación más detenida, en la cual confirmamos la importancia el contexto de seguridad y el papel marginal del acceso a la tecnología, además de identificamos una influencia de aspectos identitarios sobre la decisión de no-adquisición. Frente a eso, concluimos que los factores relativos a la demanda tienen un impacto muy superior sobre la proliferación que los factores relativos a la oferta.