Este trabalho apresenta um estudo de caso da atuação da engenharia de projeto na melhoria do processo de instalação das portas de trem de pouso principal do EMB190, visando a diminuição de ciclo de montagem, problemas operacionais e atrasos na entrega de aeronaves. As portas do trem de pouso são um elemento crítico no processo de montagem de uma aeronave porque fazem interface com diversos elementos estruturais e sua instalação é um dos últimos itens da cadeia de produção do produto, cuja qualidade é assegurada através da medição de folgas e degraus em relação ao entorno. A produção em série da aeronave demonstrou a dificuldade de estabelecer eficiente procedimento de instalação, que atenda às tolerâncias especificadas. Também foram registradas interferências e falhas estruturais em algumas peças durante voos de produção e em aeronaves em operação. No capítulo 2.2 são apresentados os processos investigativos utilizados para definir as causas raiz dos problemas apontados no capítulo 2.1. No capítulo 2.3 é analisado o mecanismo de combinação destas causas raiz e as soluções adotadas para atingir os resultados esperados. Propõe-se uma solução que passa pela revisão de projetos, análises de estruturas, ferramentais e processos de produção, e que mostra as demandas conflitantes de uma linha de produção com prazos rígidos, da interface com um parceiro internacional e dos rígidos procedimentos associados aos requisitos de certificação aeronáuticos.

Neste trabalho, um modelo baseado em uma generalização de um modelo simplificado é proposto para a análise numérica de shimmy em trens-de-pouso principais de aeronaves. A haste principal é modelada utilizando elementos finitos sólidos. Ela é aproximada por uma viga admitindo que as seções transversais são rígidas. Graus de liberdade de rotação são introduzidos utilizando equações de restrição e o número de graus de liberdade é reduzido utilizando uma condensação de Guyan. O modelo reduzido é validado através da comparação das freqüências naturais e as formas modais com o modelo completo. A acurácia do modelo reduzido pode ser controlada pelo número de graus de liberdade mantidos. O side-stay é modelado como uma barra conectada a um ponto arbitrário da haste principal. Equações de restrição são acrescentadas para calcular os deslocamentos na junta em função dos graus de liberdade mantidos. O comportamento do pneu é representado por um modelo straight tangent. As equações de movimento do modelo são obtidas usando uma abordagem Lagrangeana. Métodos numéricos são utilizados para estudar a estabilidade do sistema. O modelo proposto foi usado para verificar a influência da distância do trail, do pneu e dos parâmetros estruturais no comportamento dinâmico do trem-de-pouso. O modelo proposto mostrou-se versátil, fornecendo bons resultados mesmo com um número reduzido de graus de liberdade.

Trens de pouso têm, basicamente, as funções de dissipar energia de impacto durante o pouso da aeronave e de prover os meios de manobra das aeronaves no solo. Assim, saber avaliar e prever o comportamento deste na condição de pouso se faz de suma importância. Essa avaliação se faz através de simulações computacionais e de ensaios de queda. A modelagem do trem de pouso ée definida por um conjunto de equações diferenciais que traduzem o comportamento físico do sistema. A flexibilidade estrutural afeta fortemente o comportamento do sistema e deve ser incluída na modelagem. Um conjunto de simulações ée apresentado para caracterizar o comportamento dinâmico do trem de pouso. Como recomendação a pesquisas futuras, este trabalho propõe a inclusão do tratamento não-linear do sistema.

Após uma introdução sobre o processo de certificação, este trabalho apresenta uma metodologia para a análise de flutuabilidade requerida em algumas aeronaves. Nesta metodologia, um modelo tridimensional feito no programa CATIA é utilizado junto com informações de peso e centro de gravidade da aeronave para gerar uma projeção da linha que separa as parcelas submersa e não submersa da uma aeronave, após um pouso sobre a água. O procedimento é aplicado na aeronave EMBRAER EMB-500, como parte de seu processo de certificação. O resultado é avaliado e dele surge a necessidade do desenvolvimento de um dispositivo para auxiliar a aeronave no cumprimento de seus requisitos de flutuabilidade: a barreira d';água. O desenvolvimento desta barreira d';água é apresentado e sua utilização de forma a garantir que os requisitos de flutuabilidade sejam atendidos também é analisada.

O presente trabalho aborda o projeto do conjunto de trem de pouso de uma aeronave transônica. Para a execução da tarefa foram criados modelos parametrizados em Catia V5 R18. Os modelos possibilitaram a análise estrutural através do módulo de Análise e Simulação do próprio Catia. Puderam então, serem obtidas as tensões e deslocamentos presentes nos componentes do trem. As peças e conjuntos foram reprojetados e reanalisados, várias vezes, até adquirirem o formato desejado e suportarem as tensões impostas. Apesar do grande esforço computacional, o Catia apresentou resultados bastante satisfatórios e possibilitou a melhora do conceito inicial. Com relação ao trem de pouso, no geral, as peças reprojetadas apresentaram tensões menores que a tensão de escoamento, com exceção das juntas e uma concentração em uma dos componentes, em um determinado caso de carregamento.

Trens de pouso são dispositivos sofisticados com funções importantes às aeronaves, responsáveis pela absorção de choques, frenagem e manobras. Para tanto o conhecimento antecipado de seu comportamento durante o pouso se faz necessário. Essa caracterização é realizada através de ensaios de queda e análises computacionais capazes de simular diversos cenários.Um modelo computacional realista de trem de pouso é requerido para simulações digitais projetadas para predizer a dinâmica do sistema em resposta à energia provida no momento do toque. Estas simulações geram equações que modelam o comportamento dinâmico do sistema, cargas aerodinâmicas, choques e reações. A flexibilidade deve ser incluída nos modelos computacionais de modo que o modelo aproxime-se ao máximo de um trem de pouso real, garantindo maior precisão dos resultados. Como refinamento desses modelos este trabalho propõe a inclusão da estrutura flexível criada num software de análise de sistemas multicorpos utilizando os modos normais de vibração e estáticos (modos de Craig-Bampton) obtidos de um modelo de elementos finitos do corpo. Utilizou-se o software DADS na modelagem de sistemas multicorpos e o ANSYS para elementos finitos. Os resultados demonstram a importância de se avaliar os efeitos da flexibilidade estrutural nos esforços desenvolvidos durante o pouso.

A operação de extensão emergencial do trem de pouso de uma aeronave consiste em um método redundante, dissimilar e independente de extensão do seu conjunto de trem de pouso, operado mecanicamente, no caso de falha do sistema hidráulico principal ou mau funcionamento do sistema elétrico. Por outro lado, o projeto do sistema de extensão emergencial não é único, podendo ser encontrados em diferentes aeronaves sistemas assistidos por molas, por hidráulica auxiliar ou até mesmo por sistema pneumático. O presente trabalho objetiva descrever a modelagem, simulação e otimização de determinados parâmetros relacionados com o sistema hidráulico associado, na condição de operação de emergência, em duas configurações distintas do sistema: um sistema simples não-assistido de extensão por gravidade, denominado de "free-fall", e um sistema pneumaticamente assistido, conhecido como "blow down". Uma vez que sua modelagem envolve diferentes tópicos, como a dinâmica de extensão do trem, a cinemática dos atuadores hidráulicos, a mecânica dos fluidos e até mesmo a determinação do arrasto aerodinâmico, uma revisão bibliográfica aprofundada foi realizada com o objetivo de levantar a formulação necessária para a criação dos modelos parametrizados em MATLAB Simulink e SimHydraulics. Posteriormente, técnicas de otimização discreta e contínua foram empregadas nos modelos MATLAB Simulink, na tentativa de otimizar os amortecimentos dos sistemas, de tal forma a garantir o correto travamento inferior de todas as pernas do conjunto de trem de pouso, assim como a atenuação dos efeitos do impacto sofrido pela estrutura da aeronave, quando o trem de pouso é estendido em uma operação de emergência, por meio do seu sistema alternativo.

A verificação final do alinhamento direcional de aeronave é realizada na fase de vôo de produção conforme procedimento do cartão de vôo dos pilotos, o qual tem por objetivo verificar o comportamento direcional da aeronave a baixa velocidade. Esta atividade tem origem nos requisitos aeronáuticos para o projeto de uma aeronave o qual exige que ela tenha um controle direcional adequado. Trata-se de um requisito de grande importância e que envolve muitas variáveis de uma aeronave. Como o trem de pouso tem entre as suas funções principais permitir o movimento da aeronave, verificou-se a oportunidade de conhecer qual a influência deste componente junto a este requisito. Em outras palavras apresentar como este componente pode influenciar na trajetória direcional da aeronave. Este trabalho apresenta uma avaliação detalhada desta influência e propõe um método para avaliá-la e abordar este tema nos processos de ciclo de vida de uma aeronave. Pesquisas mostraram que a influência no controle direcional da aeronave está voltada para fatores do próprio sistema direcional da aeronave, a instabilidade do trem de pouso e a configuração deste na aeronave. Porém através de um estudo detalhado, um experimento simulado e com uma análise estatística neste trabalho, permitiu-se entender a relação do trem de pouso do ponto de vista geométrica neste comportamento, destacando também a importância da inclusão desta nova abordagem.

Ensaios de queda livre em trens de pouso são mandatórios tanto na fase de desenvolvimento, quanto na fase de qualificação e certificação do produto. Este trabalho propõe um método para avaliar projetos de trens de pouso do tipo balacim com relação ao comportamento dinâmico obtido nos ensaios de queda livre. Através de pesquisas junto a diferentes equipes de engenharia e estudos de literaturas especializadas foi possível elaborar um processo para avaliar projetos de trem de pouso. O desenvolvimento do trabalho consistiu basicamente em três etapas: Primeiramente foi construído um modelo multicorpos de um trem de pouso do tipo balacim. Em seguida foram determinadas as curvas de força do gás e a de restrição hidráulica do amortecedor, a qual representa a resistência hidráulica de um orifício variável. Estas curvas foram implementadas no modelo capacitando-o a reagir com o comportamento dinâmico adequado durante as simulações. A curva resultante da soma das forças do gás e hidráulica obtida em cada queda simulada equivale ao comportamento de força a ser reproduzido pelo protótipo durante os ensaios de queda livre, estabelecendo uma referência a ser alcançada pelo trem de pouso. Por ultimo, foram realizadas simulações de quedas e foi aplicada a metodologia do projeto fatorial 2k para varrer todas as possíveis condições de testes. As cargas resultantes de cada queda foram registradas e o tratamento dos dados possibilitou identificar uma seqüência de testes para ajustar o protótipo (através do orifício hidráulico) de maneira a reproduzir a curva predita pelo modelo. Assim foi realizado um planejamento do ensaio reduzindo a quantidade de quedas em cerca de 80% com relação ao ensaio convencional. Portando, a proposta do método apresentado para avaliar o protótipo consiste realizar a seqüência de quedas obtida pela aplicação do projeto fatorial 2k e ajustar o protótipo para reproduzir a curva de força resultante em cada queda.

Ameaças comuns a aeronaves de qualquer perfil de missão são as fases de decolagem e pouso. Embora grande atenção seja dada nessas fases terminais ao desempenho da aeronave, qualidade de vôo e limitações associadas a ventos cruzados, as características dinâmicas da corrida de pouso normalmente são ignoradas. Diversos parâmetros interferem na dinâmica de solo da aeronave, tais como peso, posição do CG, pressão dos pneus, configuração aerodinâmica, coeficiente de amortecimento dos amortecedores, rigidez dos trens de pouso, efeito solo, inclinação da pista e coeficiente de atrito. Além de todas essas variáveis, o acoplamento dinâmico entre os amortecedores e compressão dos pneus e as mudanças nas forças aerodinâmicas causadas pela alteração da atitude da aeronave podem resultar em um comportamento inesperado da dinâmica de solo da aeronave. O desenvolvimento de um modelo de 6 graus de liberdade de uma aeronave regional no solo com trem de pouso do tipo triciclo com comando direcional no trem de pouso de nariz é apresentando. O modelo proposto apresenta acoplamento entre o modelo aerodinâmico da aeronave e dos trens de pouso, os quais são modelados como um sistema de 2 ordem (massa, mola e amortecedor) de 1 grau de liberdade. Simulações em malha aberta são executadas de forma a se verificar de forma qualitativa o comportamento e acoplamento dinâmico do modelo sob diversas condições de velocidade e manobras no solo. Posteriormente, uma lei de controle é criada e testada sob condições adversas, como rajadas de vento e despressurização de um pneu.