Operações em aeronaves a baixas altitudes são freqüentemente afetadas por turbulências e rajadas fortes de ventos (especialmente as verticais), que produzem forças aerodinâmicas e momentos resultando em desconforto aos ocupantes da aeronave, bem como em acelerações adicionais e cargas estruturais extras para o avião. O objetivo deste trabalho é melhorar o conforto dos passageiros e tripulação atenuando os efeitos causados por esses distúrbios atmosféricos indesejáveis, atuando sobre o profundor localizado no estabilizador horizontal e sobre certas superfícies de controle longitudinal do avião (DLC - flaps: Direct Lift Control-flaps) localizados nas asas. Utilizando a tecnologia de Controle Ativo baseado na teoria de controle H-infinito foram projetados controladores para dois problemas: um, sem considerar a medida dos ventos e outro, considerando a medida dos ventos incluindo os ruídos destas medidas, a fim de atender o objetivo especificado. O trabalho apresenta uma breve descrição do modelo matemático adotado, da técnica de projeto do controlador e, alguns resultados de simulações para aeronave de pesquisas "ATTAS" (Advanced Technologies Testing Aircraft System) pertencentes ao "DLR" (German Aerospace Research Establishment)

Tese de Doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Este trabalho utiliza a teoria Hoo de otimização para projetar um autopiloto robusto para um veículo lançador de satélites. No projeto considera-se a fase de vôo em baixa atmosfera, onde o veículo está sujeito às mais críticas variações paramétricas e perturbações do vôo. Este sistema, em particular, permite investigar as características de robustez do controlador Hoo a incertezas paramétricas na planta e a perturbações de diversos tipos. O projeto é realizado em três fases, aumentando-se progressivamente sua complexidade. Na primeira fase é considerado modelo rígido do foguete para um plano de manobra. Na segunda fase considera-se o modelo flexível para um plano de manobra. Na terceira fase o efetua-se o projeto definitivo, ou seja utiliza-se a estrutura multivariável do foguete, para manobras nos três eixos, incluindo os modos de flexão. Durante o projeto discute-se a seleção das funções para atingir os objetivos de projeto e o procedimento para se reescrever o sistema na forma geral. O desempenho do controlador Hoo é explicitado, comparando-o com um controlador PID. Investiga-se também a aplicação em tempo real, efetuando-se uma simulação híbrida com a versão discretizada do controlador Hoo contínuo. As características de robustez do controlador Hoo são da ilustradas consideramdo-se variações apreciáveis nos parâmetros da planta e inserindo-se perturbações realistas.

Propulsores paralelos (strap-on boosters) são geralmente utilizados com a finalidade de obter uma maior capacidade de satelização em veículos lançadores de satélites. Devido aos vínculos geométricos e estruturais, os boosters são geralmente posicionados, simetricamente ou não, em torno de um corpo central (estágio principal). Após seu fim de queima, estes boosters são simultaneamente separados. Para assegurar uma separação limpa, a realização de várias simulações é necessária a fim de estabelecer os parâmetros ótimos para o evento. Como resultado das simulações obtém-se a energia necessária do sistema de separação, bem como as perturbações induzidas pelo sistema durante a ocorrência do evento. Critérios e requisitos de separação foram estabelecidos a fim de assegurar a ocorrência de uma separação limpa e, por outro lado, limitar as perturbações resultantes no estágio principal. O presente trabalho contém a formulação e solução das equações do movimento (6 GDL) que descrevem a posição e a atitude dos corpos (boosters e corpo central) e seus movimentos relativos em função do tempo; análise do comportamento dinâmico do estágio principal considerando a ocorrência do evento sob a influência de perturbações.

A fase do vôo do conjunto superior (último estágio + satélite) está entre as mais critícas nas missôes de veículos satelizadores, porque é estabilizada por rotação e compreende vários eventos, tais como: fim de basculamento; indução de rotação; separação de estágio ou baía de equipamentos; ignição do último estágio. Na efetivação destes eventos e no decorrer desta fase do vôo, diversas perturbações podem atuar sobre o conjunto superior e comprometer o objetivo da missão. Por isso, o objetivo deste trabalho é a obtenção de um modelo matemático para implementação em computador, para realizar um estudo paramétrico da dispersão da atitude no instante que antecede à separação do satálite, considerando todos os eventos e perturbações inerentes a esta fase de vôo. Os resultados obtidos com o programa de computador desenvolvido são comparados com resultados obtidos através de método analítico simplificado para validação.

Esta tese apresenta os resultados de uma avaliação dos efeitos de atraso puros e indiretos (devido a filtros) nas qualidades de vôo longitudinais de uma aeronave de caça. A avaliação foi limitada a manobras de perseguição Ar-Ar e de aproximação e pouso. A escala Cooper-Harper foi utilizada para quantificar a degradação devido a esses atrasos. A aeronave de ensaio foi o NT-33A da USAF, equipada com um sistema de estabilidade variável. Os resultados experimentais mostram que o Sistema Equivalente de Ordem Reduzida é o melhor método para se calcular os atrasos equivalentes devidos a filtros de primeira e segunda ordens. Além disso, esses resultados indicam que, na fase Ar-Ar, as qualidades de vôo degradam linearmente a uma taxa de um grau Cooper-Harper para cada 48 ms de atraso, enquanto que na fase de aproximação e pouso a degradação não é perceptível até 100 ms. Após este valor, a degradação também é linear a uma taxa de um grau Cooper-Harper para cada 22,5 ms. Não foi possível correlacionar os resultados entre as duas tarefas para os mesmos valores de atraso. Os resultados da tarefa de aproximação e pouso confirmam os limites estabelecidos pela norma MIL-F-8785C. Contudo, para a terefa de perseguição AR-AR o limite para o nível 2 deve ser reduzido de 100 ms para 50 ms. Testes futuros deverão avaliar se é necessário estabelecer requisitos diferentes para as diversas categorias de fase de vôo.

Esta dissertação considera a aplicação da teoria de controle ótimo a um avião que está voando através de "wind-shear"; para reduzir o efeito da força desaceleradora aplicada pela massa de ar que pode ser da mesma ordem de magnitude que o arrasto total da aeronave o índice de desempenho escolhido é a minimização dos desvios da trajetória atual em relação a uma trajetória nominal. O cenário do problema e o modelamento matemático são bastante realistas, tendo sido utilizado para a aeronave um modelo de corpo rígido. Foi com sucesso tanto pelo método "exato" (estrutura de contato) como por um método aproximedo uma limitação de ângulo de ataque. Para resolver o problema matemático resultante (sistema de equações diferenciais ordinárias com múltiplas condições de contorno) foram utilizados, conjuntamente, o método dos múltiplos tiros e um método de homotopia modificado. Desta forma, foram obtidas várias trajetórias ótimas, onde se nota que a estratégia básica de controle é a manutenção da velocidade em relação ao solo. Algumas leis de controle simplificadas foram analisadas; as leis de atitude longitudinal constante, de realimentação do ângulo da trajetória e de realimentação da aceleração na direção da trajetória apresentaram um desempenho semelhante, ligeiramente inferior ao ótimo. Possivelmente, uma lei de controle mais elaborada conseguiria reproduzir, com boa aproximação, as trajetórias ótimas.

A separação de estágios está entre os eventos mais críticos nas missões de foguetes, pois podem ocorrer graves problemas na sua execução. O objetivo deste trabalho é a análise dos esforços envolvidos e do movimento dos corpos durante a separação, incluindo comparações entre os possíveis métodos de execução. Isso foi realizado, primeiramente, através de pesquisa bibliográfica e organização das informações e, posteriormente, com modelamento matemático, previsões analiticas simplificadas, elaboração de um programa de computador para simulações mais realistas, execução das simulações, análise e síntese dos resultados em geral. Sugestões específicas para foguetes brasileiros são fornecidas, mas o procedimento da análise é geral e útil para outros veículos.

Este trabalho refere-se às considerações gerais sobre o cálculo numérico de trajetórias bidimensionais de um veículo lançador de satélites, multicorpo, em que quatro propulsores auxiliares (boosters), constituintes do primeiro estágio, são enfeixados em torno de um corpo central, o segundo estágio, cuja configuração é denominada "STRAP-ON". Os demais estágios, contituintes do corpo central, estão dispostos em tandem, como foguetes. São introduzidas transformações nas equações de movimento usuais a fim de possibilitar a inclusão de um tipo de perturbação caracterizada por desalinhamentos angulares e de assimetrias provenientes de imprecisões de fabricação e de montagens de conjuntos de cada corpo do primeiro estágio. Vantagens surgiram com essas transformações, pois permitem facilitar a maneira de se considerar o sistema de forças sobre cada propulsor bem como discutir problemas outros associados com a simulação de trajetórias com essa configuração. Foram considerados Terra plana e irrotacional, gravidade constante, e inclusão de termos devidos ao amortecimento do jato. O quatérnion foi utilizado para obtenção das coordenadas da atitude angular do veículo, com significante diminuição no tempo de computador. Um programa de computador foi escrito em FORTRAN, em que o sistema de equações diferenciais é integrado pelo método numérico devido a Runge-Kutta-Verner (RKV56) utilizado pela sub-rotina DVERK da IMSLib (International Mathematical and Statistical Library) e implementada no sistema Cyber 170/750 da Control Data Corporation. Resultados obtidos de simulações indicaram a significância da inclusão desses desalinhamentos e assimetrias no modelo do veículo na configuração "strap-on", particularmente para a determinação da capacidade do sistema de controle e para visar a um melhor desempenho do veículo quando for possível estimar a magnitude dessas anomalias.

Orientador: Odair Aparecido Fernandes / Coorientador: Ivan Cruz / Banca: Sandra Regina Magro / Banca: Guilherme Duarte Rossi / Resumo: A criação de insetos em laboratório é de fundamental importância na obtenção de material biológico puro e de qualidade para a realização de estudos entomológicos básicos ou aplicados, além do controle da praga em campo. Portanto, o objetivo desse trabalho foi promover a seleção de Telenomus remus voadores durante a criação massal em laboratório e comparar os padrões morfométricos e características biológicas ao longo de 15 gerações, assim como a influência de diferentes fontes de alimento na biologia do parasitoide, visando a produção massal de insetos de melhor desempenho a campo. Cartelas contendo posturas de Spodoptera frugiperda foram ofertadas a aproximadamente 1000 parasitoides de duas formas: sem nenhuma dificuldade de acesso ao hospedeiro e cartelas suspensas de forma que os insetos que não voavam não acessariam a cartela. A cada 5 gerações realizou-se medição dos padrões morfométricos e avaliação dos caracteres biológicos (razão sexual, teste de voo e capacidade de parasitismo). Fêmeas e machos adultos de T. remus submetidos ao teste de seleção de voadores não tiveram seus padrões morfométricos afetados significativamente pelos tratamentos (seleção e sem seleção) no comprimento e na largura da asa anterior direita. Fêmeas submetidas à seleção apresentaram tíbia maior na 10ª e 15ª geração, enquanto os machos não apresentaram qualquer variação significativa no tamanho da tíbia ou do corpo. Para a análise de razão sexual e porcentagem de parasitoides caminhadores e voad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The insect rearing in the laboratory is of fundamental importance when the objective is to obtain pure and quality biological material to perform basic or applied entomological studies, besides the control of the pest in the field, therefore the objective of this work was to promote Selection of flying Telenomus remus during mass rearing in the laboratory and comparing morphometric patterns and biological characteristics over 15 generations, as well as the influence of different food sources on the biology of the parasitoid under study, aiming the mass production of insects of better performance To field and of satisfactory nutrition. Cartels containing Spodoptera frugiperda postures were offered to approximately 1000 parasitoids in two ways: without any difficulty of access to the host and hanging cards so that insects that did not fly would not access the card. Every 5 generations, measurements of morphometric patterns and evaluation of biological characteristics (sexual ratio, flight test and parasitism capacity) were performed. Females and adult males of T. remus submitted to the flight selection test did not have their morphometric patterns significantly affected by the treatments (selection and without selection) on the length and width of the right anterior wing. Females submitted to the selection presented higher tibia in the 10th and 15th generation. The treatments did not significantly influence the size of the tibia, nor in the body of the males. For the analysis o... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre