Este trabalho apresenta conceitos relacionados às causas e conseqüências de vazamento de combustível em aeronaves durante a fase de vôo, de forma a possibilitar a identificação e a localização do mesmo, permitindo, portanto à tripulação realizar ações corretivas que minimizem os efeitos deste tipo de falha na segurança da operação.Um histórico de incidentes relacionados ao vazamento de combustível em vôo é apresentado, mostrando a importância do conhecimento da existência e do local do vazamento. O modo como as informações são passadas para a tripulação também é analisado, mostrando a dificuldade existente para que este tipo de falha não afete a segurança da aeronave. O estado da arte de sistemas de combustível, os modos de vazamento de combustível e os componentes sujeitos a vazamento, os tipos de operação de aeronaves (que influem a maneira como um vazamento deve ser detectado), e os equipamentos que podem ser usados na detecção de um vazamento de combustível são analisados. O método atualmente utilizado para detectar perdas de combustível durante o vôo é apresentado e analisado através da sua aplicação num sistema de combustível de uma aeronave fictícia. Este método é baseado na análise de sintomas apresentados quando ocorre um vazamento, sintomas que dependem do local onde a falha ocorre. Os meios pelos quais estes sintomas são reconhecidos pela tripulação são estudados e evidenciam que os fatores humanos envolvidos durante a tomada de decisões e ações corretivas são essenciais para garantir a segurança da operação. Um método de detecção e localização é proposto por este trabalho e comparado ao método existente através da análise do mesmo sistema de combustível analisado anteriormente. A metodologia proposta por este trabalho visa melhorar a capacidade de envio de informações relacionadas a um vazamento de combustível para a tripulação. Isto é feito através da instalação de equipamentos no sistema de combustível, capazes de informar as condições de operação do sistema e fazer com que as mensagens enviadas à tripulação sejam simplificadas, diminuindo a carga de trabalho desta. Durante a conclusão as duas metodologias são comparadas, e são mostradas as vantagens e desvantagens da aplicação de cada uma. Também são mostradas características sistêmicas importantes necessárias na análise de instalação de novos equipamentos com a finalidade de detecção e localização de vazamentos.

O propósito desse trabalho é simular, através de técnicas de CFD, o escoamento interno em bocais propulsores bidimensionais convergente-divergentes (2D-CD) vetorados (de empuxo direcionável). Bocais de diversas configurações geométricas são submetidos a diferentes razões de pressão. Coeficiente de descarga, coeficiente de tração, ângulo de vetoração efetivo e pressão estática ao longo dos flaps superior e inferior são medidos. Dados obtidos computacionalmente por um Software da NASA (PAB3D), além dos obtidos experimentalmente pela mesma agência são utilizados para validação. Um mapa de desempenho de um bocal propulsor 2D-CD é obtido utilizando-se resultados de CFD. O software utilizado para simulação do escoamento foi o Fluent e o de geração de malhas computacionais, o GAMBIT.

Aeronaves comerciais devem ter seu sistema propulsivo certificado para aeronavegabilidade contínua segundo as normais legais do país onde se pretende operar. Para atingir esta certificação, a aeronave deve passar por extensa campanha de ensaios de modo a demonstrar estar em conformidade com estas normas. Este trabalho apresenta os requisitos para a certificação do sistema propulsivo de uma aeronave comercial segundo a "Federal Aviation Administration" (FAA) e um roteiro detalhado dos ensaios necessários para comprovação de conformidade com estes requisitos. Os resultados de um estudo de caso onde estes ensaios são aplicados ao caso da certificação de instalação de um novo sistema propulsivo de maior empuxo em uma aeronave já certificada são também discutidos.

O objetivo deste trabalho é documentar o processo de desenvolvimento de um aplicativo cujo objetivo é determinar a condição operacional de um sistema propulsivo aeronáutico. O sistema propulsivo escolhido é baseado em turbinas a gás. Para demonstração do funcionamento do aplicativo foi eleito um motor turbofan de alta Razão de Passagem comercialmente utilizado. No final do trabalho ter-se-á um Sistema Especialista capaz de fornecer diagnósticos de maneira automática. Este sistema utiliza como informação de entrada o sinal de vibração captado no equipamento. O sinal de vibração é simulado através de um modelo simples do motor, gerado pela superposição de senóides com acréscimo de ruído aleatório. Após obtenção deste sinal, realiza-se a transformada de Fourier para visualizar o mesmo sinal no espectro de freqüência. Posteriormente o diagnóstico é realizado com base na teoria de análise de vibrações. O texto traz inicialmente uma leitura da necessidade de sistemas dessa natureza e da evolução de motores aeronáuticos no mercado. Após a introdução, tem-se uma revisão da conceituação básica acerca de motores e posteriormente de vibração. A teoria de análise de vibrações também é tratada e na seqüência é demonstrado o desenvolvimento do aplicativo. Finalmente conclui-se sobre as tendências do mercado com base nos resultados observados.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a seleção do sistema propulsivo de uma aeronave regional de 30 lugares, objeto de estudo do Programa de Especialização em Engenharia - PEE turma 6. São apresentadas as alternativas atualmente disponíveis, junto a algumas expectativas sobre desenvolvimentos futuros. Uma análise de mercado visa contextualizar a introdução desta aeronave, avaliando fatores que tem influência direta na escolha do tipo de motorização. Também ée feito um estudo comparativo entre motores turbofan e turbohélice, onde são confrontados dados de simulações de desempenho e estimativas de custos. A definição do sistema de propulsão, que exerce influência direta no sucesso da nova aeronave, será baseada na potencial lucratividade ao operador. Desta forma, o estudo aponta o motor turbofan como a melhor alternativa para a aeronave em questão.

Esta dissertação tem como objetivo principal realizar o projeto conceitual de um novo motor turbofan, a partir dos requisitos propostos para uma aeronave executiva de alto desempenho. De forma paralela, apresenta uma metodologia para o projeto conceitual de motores turbofan. A aeronave em estudo possui grande alcance e grande velocidade de cruzeiro e assim, o trabalho apresentado visa minimizar as dimensões físicas e o consumo específico do motor. A partir da recepção e interpretação dos requisitos, as principais variáveis do ciclo termodinâmico do motor, nominalmente a temperatura máxima da câmara de combustão, a razão de passagem, a razão de pressão do fan e a razão de pressão do compressor deste motor, são avaliadas através de análises paramétricas e um ou mais ciclos que atendam aos requisitos de consumo específico máximo são escolhidos. Na sequência, a vazão mássica de ar do motor necessária para o cumprimento dos requisitos de tração e as perdas em tração e consumo específico, resultantes da instalação deste motor na aeronave proposta, são calculadas. Por fim, um motor conceito é obtido e seus diagramas de tração máxima, consumo e tração específicas, vazão mássica máxima de ar e desempenho em condição de cruzeiro são apresentados. O trabalho faz uso extensivo das rotinas computacionais ONx e AEDsys, disponíveis em uma das referências bibliográficas, para facilitar o cálculo do desempenho do ciclo termodinâmico em seu ponto de projeto e fora deste.

Este trabalho é concernente à aplicação da teoria de controle linear robusto multivariável no desenvolvimento do projeto integrado dos sistemas de controle de vôo e propulsão para um helicóptero típico de alto desempenho com um único rotor principal, com a finalidade de melhorar suas características de manobrabilidade. Para efeito de projeto é considerado um modelo linearizado com 13 graus de liberdade, que caracteriza a dinâmica do veículo em malha aberta na condição de vôo pairado. O modelo inclui dinâmica de corpo rígido, dinâmicas de flapping, lead-lag e inflow do rotor principal, velocidade angular de rotação das pás e torque do motor. Pode ser mostrado que este tipo de aeronave é instável ao longo do envelope de vôo, e que os níveis de acoplamento entre os vários eixos são elevados. Em particular, as dinâmicas longitudinal e lateral são altamente acopladas, o que dificulta a separação dos eixos para projeto independente, como é usualmente feito no caso de projetos de sistemas de controle de vôo para aeronaves de asa fixa. A presença de dinâmicas não-modeladas e incertezas paramétricas devidas à imprecisão na identificação das derivadas de estabilidade e variação das mesmas com as condições de vôo, juntamente com distúrbios exógenos como rajadas de vento sugerem a utilização da teoria de otimização "H IND. infinito" em conjunto com técnicas analíticas baseadas no conceito de "valor singular estruturado", o que é comumente conhecido como -synthesis, no projeto das leis de controle. Os testes de desempenho e estabilidade foram executados nos domínios da freqüência e do tempo através da utilização do ambiente Simulink, especialmente preparado para simulação dos sistemas de controle de helicóptero. O resultado final é um sistema de controle de vôo e propulsão no domínio discreto, estável, robusto e que assegura propriedades aceitáveis de rastreamento, atenuação de distúrbios e desacoplamento em malha fechada.

Atualmente no Brasil temos uma escassa experiencia em motores foguete a propelente liquido, devido a isto e conveniente o estabelecimento de modelos matematicos basicos, que possibilitem a compreensao, dimensionamento e motivacao para o desenvolvimento desses propulsores. A robustez operacional, a relativa simplicidade mecanica e a diversidade de uso, levou a considerarmos neste trabalho os sistemas propulsivos baseados nos motores foguete monopropelente e bipropelente liquidos pressurizados a gas. A partirdos principios de conservacao da massa, energia e quantidade de movimento foram desenvolvidos modelos matematicos, considerando-se exclusivamente a variacao temporal das variaveis envolvidas, dos seguintes elementos basicos dos sistemas propulsivos citados. * Reservatorios de propelente isobarico e nao isobarico, pressurizados a gas. * Tubulacoes e acessorios (valvulas, placa de orificio, placa injetora) * Camara de combustao ideal, tubular ideal e tubular com efeito do transporte de massa. * Bocal supersonico (tubeira) ideal. Convem ressaltar que as camaras de combustao com efeito do transporte de massa visam uma melhor aproximacao as camaras reais. Para cada modelo de sistema propulsivo foi dimensionado um sistema propulsivo. O motor foguete monopropelente baseia-se nos micropropulsores cataliticos a hidrazina de 100 N de empuxo projetados pelo INPE/IAE. Os motores bipropelentes dimensionados sao uma proposta viavel pra motores de bancada que desenvolvem 10000 N de empuxo e que utilizem com propelentes os pares etanol - oxigenio e querosene (RP-1) - oxigenio. Os sistemas propulsivos foram simulados numericamente utilizando-se o metodo Runge-Kutta de quarta ordem, para isto foram desenvolvidos programas computacionais utilizando-se a linguagem Pascal devido a principalmente ser esta uma linguagem didatica e de alto nivel. Os resultados dessas simulacoes sao apresentados na forma grafica, mas seguintes relacoes: - Empuxo X Tempo. - Vazao de Propelente X Tempo. - Pressao na Camara de Combustao X Tempo. - Raio da Gota de Propelente X Tempo. Estes resultados sao apresentados na forma de curvas com perfis caracteristicos desses sistemas propulsivos. Os modelos desenvolvidos e as tecnicas utilizadas mostraram-se muito eficientese robustas o suficiente para serem utilizadas como ferramentas de projeto de engenharia.

O presente estudo apresenta uma metodologia de análise do sistema de resfriamento de um motor foguete a propelente líquido e os resultados de uma investigação de um método de resfriamento largamente utilizado em câmaras de combustão, denominado filme de resfriamento ou film cooling, aplicado a um motor de 75 kN de empuxo que utiliza como propelentes oxigênio líquido e querosene. Partindo de um motor cujo filme de resfriamento é formado através da aspersão de combustível dos injetores posicionados na periferia do sistema de injeção, foram analisados experimentalmente dois casos: o primeiro assume que 50% do líquido aspergido pelos injetores periféricos participa da formação do filme de resfriamento; o segundo considera o filme formado apenas pelo líquido que escoa pela parede interna da câmara de combustão. Com a análise dos resultados obtidos de ensaios a frio utilizando o sistema de injeção de um motor modelo em desenvolvimento no IAE (motor L15) realizou-se a validação dos dados teóricos provenientes de cálculos e recomendações fornecidas por especialistas do Moscow Aviation Institute - MAI e também o refinamento dos valores para a aplicação nos motores em desenvolvimento do IAE. O parâmetro utilizado para validação e refinamento dos dados teóricos foi a penetração do filme de resfriamento, pois esse parâmetro é de suma importância para que se obtenha uma proteção térmica eficiente internamente à câmara de combustão. Os ensaios a frio confirmaram uma penetração suficiente do filme de resfriamento para o comprimento da câmara de combustão do motor estudado.

O presente trabalho trata do desenvolvimento de um programa para aquisição e processamento de dados aplicados a um banco de testes de propulsão líquida. O banco é constituído de Câmara de Elemento Único (CEU) e utiliza álcool como combustível um oxidante criogênico, o oxigênio líquido LOx, pressurizado. O programa foi elaborado em linguagem de programação gráfica G, utilizando o software LabVIEW. A interface gráfica do programa permite ao usuário configurar diferentes opções de ensaios ao mesmo tempo em que se verificam as condições de segurança para a execução dos mesmos. Realizou-se levantamento e descrição de toda a instrumentação da bancada bem como os erros potenciais a ela associados, considerando-se sempre o alto risco presente na operação deste tipo de banco.