Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 247341.pdf: 5473179 bytes, checksum: fd1d6b0de8707ac3226268575edab3a2 (MD5) / O crescimento de uma camada de gelo nas estruturas aerodinâmicas de uma aeronave (asas, empenagens, nacelles, etc.) pode ocorrer quando esta voa através de uma nuvem contendo gotículas de água super-resfriadas que congelam ao se chocarem contra as superfícies. Esta camada de gelo altera as características aerodinâmicas da aeronave, ocasionando queda de sustentação e aumento do arrasto, além da perda de eficiência dos motores no caso das nacelles (compartimento que abriga o motor). Para evitar estes problemas, existem os dispositivos de proteção contra a formação de gelo que precisam ser dimensionados. Para isso, é necessário conhecer o escoamento externo e o processo de transferência de calor que ocorre sobre a superfície e nas camadas metálicas que formam a estrutura aerodinâmica. O escoamento externo, formado pelo ar e gotículas de água é resolvido, no caso mais geral, utilizando o modelo de dois fluidos, que considera as duas fases (ar e gotículas de água) como contínuas, sendo que a concentração de cada fase dentro de um volume de controle é medida pela fração volumétrica. O fluxo de água que incide sobre a superfície, assim como o coeficiente de transferência de calor, tensão cisalhante e pressão na parede são obtidos desta solução para a geometria 3D de um dado componente da aeronave, podendo ser uma asa ou uma nacelle, por exemplo. Estes dados, além das condições ambientes e os dados do sistema de proteção são os parâmetros de entrada para o modelo termodinâmico. Este modelo é 2D, aplicado em perfis bidimensionais gerados a partir de cortes feitos na geometria 3D, na mesma direção do escoamento. Em cada um destes cortes é realizado um balanço de massa em volumes de controle sobre a superfície. Este balanço depende da temperatura na superfície, que é obtida da solução do problema de transferência de calor na região que envolve a estrutura metálica, a camada de gelo, se já houver, e um filme de água que pode se formar sobre a superfície. Um sistema de proteção anti-gelo é considerado na análise, sendo que a solução do problema de transferência de calor na região interna, onde o sistema opera, é suposta conhecida. Este sistema acoplado (massa e energia) fornece as espessuras de gelo formadas em cada posição de cada perfil, e estes são então modificados para representar a nova geometria. Com os novos perfis bidimensionais obtidos, a estrutura 3D é reconstruída. O processo todo é então repetido até o tempo desejado de formação de gelo. Os resultados obtidos mostram boa concordância com resultados de outros códigos disponíveis na literatura, assim como resultados experimentais Ice growth on the leading edge of aerodynamic surfaces of an aircraft may occur when it flies through a cloud that contains super-cooled water droplets. These droplets hit the surfaces and freeze immediately. The ice layer changes the geometry and affects the aerodynamic characteristics of such structures, leading to lift drop, drag and weight increase and engine efficiency decrease in the case of ice deposition on nacelles. To avoid these undesired effects, protection systems are built inside the structures and they need to be designed based on the amount of ice deposited under certain conditions. The ice accretion problem comprehends the solution of the external flow and the heat transfer process taking place in the metal layers, ice and in the water film that may also be present. The external flow, which includes air and water droplets is solved, in a more general form, by using the two-fluid model, which assumes both phases (air and water droplets) as a continuum. The amount of each fluid in a material control volume is measured by the volume fraction of each phase. The impingement water flux, as well as the convective heat transfer coefficient, shear stress and pressure on the wall are obtained from the flow around the 3D geometry of the aerodynamic structure. These data, besides the environmental conditions and the information about the anti-icing system, are the input data for the thermodynamic model. This model is applied on 2D profiles generated from cut planes over the 3D geometry in the flow direction. A mass balance is carried out in control volumes located over the external surface of each profile. This balance depends on the surface temperature, which is computed from the solution of the heat transfer problem in the metal and ice layers and the water film. The internal flow conditions, related to the protection system operation, are assumed to be known. The coupled system (mass and energy) provides the ice thickness deposited in each position of the surface for all the profiles. These profiles are changed to account for the ice growth and the 3D geometry is re-built. Then, the external flow is solved again. This process continues until the desired icing time is reached. The results obtained compare well with results obtained by other softwares available in the literature as well as with experimental data.

Submitted by MARCELO RAMSDORF (marceloramsdorf@gmail.com) on 2016-04-07T18:09:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Marcelo_Ramsdorf.pdf: 3773711 bytes, checksum: 2740d7feeceb5938048e38e5ea25595e (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-04-08T11:53:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ramsdorf_ma_me_guara.pdf: 3773711 bytes, checksum: 2740d7feeceb5938048e38e5ea25595e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-08T11:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ramsdorf_ma_me_guara.pdf: 3773711 bytes, checksum: 2740d7feeceb5938048e38e5ea25595e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Não recebi financiamento / O uso de células combustível de baixa temperatura embarcadas em aeronaves pode favorecer a geração de energia elétrica sem maiores impactos ambientais. Se, por um lado, o projeto de aeronaves atuais requer o uso de sistemas dedicados, por outro há uma maior demanda de energia elétrica a bordo. Isto significa que a pressurização da cabine, o sistema anti-gelo e a hidráulica da aeronave não devem depender da extração de ar do compressor das turbinas ou da potência de eixo. Entretanto, células combustível a hidrogênio apresentam dificuldades aos projetistas devido aos tanques de armazenamento, componentes em alta pressão e altas temperaturas para a reforma. Neste contexto, as células-combustível a etanol direto são uma tecnologia promissora. Publicações recentes mostram que, devido à baixa eficiência, células a etanol líquido em eletrólitos de membrana polimérica produzem calor residual. Conforme o Diagrama de Sankey obtido neste trabalho, 68% da energia total do combustível é convertida em calor, que deve ser gerenciado para evitar o ressecamento da membrana e o colapso do sistema. No presente trabalho um arranjo teórico de células a etanol direto é estudado. A metodologia leva em conta as demandas de energia de uma aeronave a jato de transporte regional em cada etapa do voo (táxi, decolagem, cruzeiro, descida e pouso). O trabalho apresenta uma contribuição inédita pela análise exergética do arranjo, que fornece um bom critério para a melhor escolha entre um sistema de cogeração ou recuperação de calor a bordo. Em um sistema otimizado, o calor residual pode ser utilizado no aquecimento de cabine ou aquecimento do combustível da aeronave. São apresentadas algumas estimativas de capacidade de aquecimento do combustível e da produção de água aquecida. A metodologia pode auxiliar o projetista a escolher entre duas configurações possíveis (com recuperação de calor no aquecimento de cabine ou puramente elétrico) dependendo da missão proposta para a aeronave. / The use of low temperature fuel cell stacks onboard aircrafts may provide a good way to generate electricity with less environment impact. Nowadays, the design of jet aircrafts requires embedded systems, which demand more electric power. This means that cabin air pressure, anti-icing and hydraulics should not depend on the engine bleed air or shaft power. However, hydrogen fuel cells pose difficulties for aircraft designers due to the storage tanks, high pressure systems and high temperatures for reforming. In this context, direct ethanol polimeric fuel cells are a promising technology. Recent publications show that the low efficiency of liquid ethanol in polymeric electrolyte produces waste heat. According to the Sankey Diagram obtained, 68% of the total input energy is heat that must be managed to avoid electrolyte drying and system collapse. In this article, a theoretical direct ethanol fuel cell stack is studied. The methodology takes into account the energy demands of a regional jet for each flight regime (start up, taxi, take off, cruise, descend and landing). It provides an unprecedented exergetic analysis that points out a good hint to choose between cogeneration or heat recovery onboard aircraft. The waste heat may be recovered for cabin and aircraft fuel heating in an optimized system. Some predictions for aircraft fuel heating capacity and water production are also presented. The methodology may help designers to decide which configuration is more appropriate (whether use heat recovery for cabin heating or a pure electric fuel cell stack) for the aircraft mission sought.

O problema de alocação de aeronaves a voos, ou tail assignment problem (TAP), consiste em determinar qual aeronave realizará cada voo da malha de uma empresa aérea, visando a minimizar o custo total da operação e respeitando diversas restrições de conectividade de voos, permanência de aeronaves no solo, serviços obrigatórios de manutenção, limitações técnicas e desempenho de aeronaves, conexões de passageiros e tripulantes e famílias com diversos modelos de aeronaves. Este trabalho apresenta um modelo matemático exato e um método heurístico para a solução do TAP considerando todas as restrições citadas, o que não ocorre com os modelos encontrados na literatura. Os modelos desenvolvidos, baseados em programação linear inteira e na meta-heurística Busca Tabu, foram aplicados a problemas reais, extraídos da malha de uma empresa aérea brasileira, operadora de 35 aeronaves e cerca de 210 voos diários. Os resultados obtidos são compatíveis com a operação da empresa e apresentam ganhos em relação ao método de alocação de aeronaves utilizado na operação diária. Os tempos de processamento para solução pelo método exato são excessivamente longos, indicando que o método heurístico é mais adequado para a utilização em empresas aéreas, com resultados adequados obtidos em tempos de processamento satisfatórios. / The problem known as Aircraft Assignment or Tail Assignment Problem (TAP) is the problem of assigning flights to each aircraft of an airline\'s fleet, aiming at minimizing the total operating cost while complying with several constraints, such as network connectivity, aircraft time on ground, mandatory maintenance services, aircraft technical restrictions, passengers and crew connections, aircraft performance and aircraft families with more than one type. This work presents a deterministic mathematical model and a heuristic method to solve the TAP considering all constraints listed above, what does not happen with the models found in the literature. The proposed methods, based on mathematical integer programming and on the Tabu Search metaheuristic, were applied to problems obtained from the network of a Brazilian airline, operating 35 aircraft and around 210 daily flights. The results show the models are suitable to solve the problem and savings are observed when compared to the current assignment method. The long processing times intrinsic to the deterministic method show the heuristic method is more suitable for use in airlines, with suitable results obtained at acceptable computational times.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2699.pdf: 1521435 bytes, checksum: a304858ef4ae13f237e1eaad97722b89 (MD5) Previous issue date: 2009-08-04 / This study focuses on analyzing the current situation and perspectives of materials selection and utilization, like composites, decorative laminates and films, and others, in business aircraft, particularly in furnishings and its finishes, of great importance in this sector and systematically few studied. It was used technological prospective and competitive intelligence techniques like interviews with specialists, search in data and patents bases, analysis of existing studies and other sources. A case study was done on finishing materials, which are critical in the business aircraft class. Technological drivers for this sector, like air pollution reduction, personalization and simplicity of utilization, beyond others, were pointed out. It was verified that the materials selection is affected by several factors, namely: market segment involved, flight time and purpose and customer cultural differences, specially in relation to aesthetic, sensitive and comfort requirements; obligation to meet safety requirements from airworthiness agencies, specially in relation to inflammability and structural resistance and cabin safety; need of meeting design requirements, like low weight, high resistance/weight relation, fatigue resistance, degradation resistance, etc. In terms of patenting of cabin, interior and furnishings related technologies, Boeing, Airbus and Bombardier have been in highlighted position, while other business aircraft or interior manufacturers have appeared as owners of a relatively small number of patents. Important companies in key finishes (and their technologies) were identified by patents ownership. It was recommended that the materials selection and procurement process emphasizes the development and capability improvement of potential national suppliers, aiming at meeting business aviation requirements, as well as partnership with the relevant companies in patents ownership. A materials selection methodology was proposed, considering the researched context, which allows the maximization of aggregated value to the customer. / A presente pesquisa aborda a situação atual e as perspectivas de seleção e utilização de materiais como compósitos, laminados e filmes decorativos e outros, em interiores de aeronaves executivas, particularmente no mobiliário e seu acabamento, muito relevantes nesse setor e pouco estudados de forma sistemática. Para levantar e analisar informações empregou-se técnicas de prospecção tecnológica e inteligência competitiva, via entrevistas com profissionais da área, consultas a bases de dados e de patentes, análise de estudos existentes e outras fontes. Foi conduzido um estudo de caso com materiais de acabamento, críticos na classe de aeronaves executivas. Foram verificadas forças motrizes tecnológicas relevantes nesse setor, dentre elas redução da poluição do ar, personalização e simplicidade de utilização. Verificou-se também que a seleção de materiais é afetada por fatores como: segmento de mercado envolvido, tempo e propósito do vôo e diferenças culturais dos passageiros, especialmente em relação aos requisitos estéticos, sensitivos e de conforto; obrigatoriedade de atender a regulamentos de agências de segurança aeronáutica, especialmente em relação à inflamabilidade, resistência estrutural e segurança de cabine; necessidade de atender a requisitos de projeto, como baixo peso, alta relação resistência/peso, resistência à fadiga, resistência à degradação, dentre outros. Em patenteamento de tecnologias de cabines, interiores e mobiliários, empresas como Boeing, Airbus e Bombardier se destacaram, enquanto que outras fabricantes de aeronaves executivas ou interiores apresentaram um número relativamente pequeno de patentes. Foram identificadas empresas relevantes em acabamentos de interesse e suas respectivas tecnologias a partir da titularidade de patentes. Também se verificou a relevância da capacitação de fornecedores nacionais, de modo a atender aos requisitos do setor, e da realização de parcerias com as empresas de destaque em titularidade de patentes. Foi proposta uma metodologia de seleção de materiais para o contexto pesquisado, visando à maximização do valor agregado para o cliente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6273.pdf: 2441632 bytes, checksum: 70dd3be848474201b465ac60b91cf9b1 (MD5) Previous issue date: 2014-09-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / As an increase in air transport has been seen and studies have shown that passenger comfort is a competitive advantage for survival in the market, understanding the needs of users has proven to be crucial to the project. Knowing users also means knowing the passengers who require special assistance, an increasing group of air transport users. Currently, there are some regulations that seek to ensure the proper care for these passengers during flight and it has been seen a greater movement of regulatory authorities accordingly. Despite this normative movement, studies have shown that the care for these passengers is still deficient in airline industry. It occurs because the service provided can be accounted for the interaction between different social actors: aircraft manufacturers, regulators, air operators and users. Each of them has particularities and limitations that today are largely unexplored and fundamental for understanding the available service for these passengers. The objective of this research was to discuss the interaction of accessibility related aspects in air travel among different social actors. Attempting to achieve this goal, an exploratory research was conducted through qualitative approach. Procedures were semi-structured interviews in brazilian regulatory agencies; questionnaires assessing needs of the user group that fits into the studied category ; verification of air transport current conditions to assist this user group. Interviews with regulatory authorities as well as data of brazilian air transport current conditions were treated descriptively. Besides, the user survey was statisticaly done to characterize the population and it has employed the methodology of content analysis to identify the main problems concerning air transport, all arranged into categories and subcategories.The interview was done among 7 regulatory agencies, 419 passengers and the conditions of three Brazilian airlines were verified. The results of regulatory agencies interviews were compared to data from the literature, making use of concepts from institutional theory to highlight the structure and the role of those agencies in the development of accessibility laws. The results showed that almost all visited agencies perform functions concerning the development of laws as they also perform oversight functions or make people with disabilities aware. The results of passengers' interviews showed compatibility with data from the literature and also complemented the knowledge about it. The results and verification of current air transport conditions showed that most of recently inserted items in the resolution are not yet being followed by the airlines. According to all results, it was possible to synthesize and discuss a model of interaction of diverse social actors related to the accessibility aspects of air travel. It was concluded that the problems of air transport accessibility are mainly related to insufficient service provided by airport and aircraft operators, incomplete aircrafts facing real needs, inadequacy of standards for real needs of users. It has proved that a joint analysis among these actors can be effective ensuring air travel accessibility. / Uma vez que o transporte aéreo observa um crescimento e que estudos mostram que o conforto dos passageiros é diferencial competitivo para a sobrevivência no mercado, entender as necessidades dos usuários mostra-se fundamental para o projeto. Conhecer os usuários significa também conhecer os passageiros que necessitam de assistência especial (PNAEs), grupo que está aumentando a sua participação no transporte aéreo. Atualmente, existem diversas regulamentações que buscam garantir o bom atendimento desses passageiros em voo e tem-se observado uma maior movimentação dos órgãos regulatórios nesse sentido. Apesar dessa movimentação normativa, estudos mostram que o atendimento a esses passageiros ainda é precário no setor aéreo. Isso acontece, pois o serviço oferecido pode ser explicado pela interação entre diferentes atores sociais: fabricantes de aeronaves, órgãos reguladores, operadores aéreos e os usuários. Cada um destes atores possui particularidades e limitações, que hoje são pouco exploradas e fundamentais na compreensão do serviço oferecido à esses passageiros. Assim, o objetivo desta pesquisa foi discutir a interação dos aspectos relacionados à acessibilidade em viagens aéreas entre os diferentes atores sociais. Procurou-se alcançar esse objetivo através de uma pesquisa exploratória, de abordagem qualitativa, cujos procedimentos foram a realização de entrevistas semi-estruturadas em órgãos regulatórios brasileiros; a aplicação de questionários com pessoas que se enquadram na categoria estudada, para o levantamento de suas necessidades; e a verificação das atuais condições do transporte aéreo para o atendimento desse público. As entrevistas com os órgãos regulatórios, bem como os dados das condições atuais do transporte aéreo brasileiro foram tratados de maneira descritiva. Já a pesquisa com usuários, fez uso de ferramental estatístico, para caracterização da população e utilizou o método de análise de conteúdo para a identificação das principais dificuldades no transporte aéreo, agrupadas em categorias e subcategorias. Foram entrevistados 7 órgãos regulatórios, 419 passageiros e verificadas as condições de três companhias aéreas brasileiras. Os resultados das entrevistas com os órgãos regulatórios foram comparados com os dados da literatura, fazendo uso de conceitos da teoria institucional, para evidenciar a estrutura e o papel destes órgãos na construção das leis de acessibilidade. Os resultados evidenciaram que quase todos os órgãos visitados possuem funções na construção das leis, mas também exercem funções de fiscalização e conscientização das pessoas com deficiência. Os resultados das entrevistas com os passageiros mostraram compatibilidades com os dados da literatura e complementaram-nos. Os resultados da verificação das condições atuais do transporte aéreo mostraram que a maioria dos itens inseridos recentemente na Resolução ainda não estão sendo cumpridos pelas companhias aéreas. Através de todos os resultados foi possível sintetizar e discutir um modelo da interação dos diferentes atores sociais relacionados aos aspectos de acessibilidade em viagens de avião. Foi possível concluir que os problemas de acessibilidade do transporte aéreo encontram-se principalmente na deficiência do serviço oferecido pelos operadores aeroportuários e aéreos, na deficiência das aeronaves frente às necessidades existentes ou na inadequação das normas frente às reais necessidades dos usuários, mostrando que uma análise conjunta entre esses atores pode ser eficaz na garantia da acessibilidade em viagens aéreas.

Submitted by JANAINA ANDRÉA DA SILVA null (janaina.silva@embraer.com.br) on 2018-03-07T17:10:23Z No. of bitstreams: 1 Microsoft Word Viewer - DISSERTAÇÃO VERSÃO FINAL 06 MARÇO 2018.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-03-07T17:46:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_ja_me_guara.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T17:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_ja_me_guara.pdf: 1343678 bytes, checksum: 41cf1e1bcf5b5b653a5b3ea1b1a8e9fd (MD5) Previous issue date: 2018-01-29 / O objetivo deste trabalho foi analisar a viabilidade de implantação de um sistema de captação de água de chuva para abastecer o processo de lavagem de aeronaves na EMBRAER, e este estudo pode ser estendido para aplicação aos centros de manutenção de companhias aéreas nacionais e aeroportos. O trabalho consiste em um estudo de caso. Em sua realização foram analisadas as condições locais para implantar o sistema de coleta de água de chuva, a quantidade de recurso pluvial disponível na região de São José dos Campos, a necessidade de armazenagem de água para suprir períodos de estiagem, a qualidade necessária da água para atender a esta finalidade, e as aplicações para o reuso do efluente da lavagem de aeronaves. Os resultados mostraram que o volume de água de chuva disponível na região é suficiente para abastecer o processo de lavagem das aeronaves e que a água tem qualidade suficiente para esta aplicação. O trabalho mostra ainda que com a reutilização do efluente gerado na lavagem de aeronaves torna a implantação do projeto viável e que além do retorno financeiro, a proposta traz benefício ambiental, preservando o recurso hídrico de boa qualidade. / The aim of this work was to verify the feasibility of introduce a rainwater harvesting system to supply the aircraft washing process at EMBRAER and this study may be extended to the airlines maintenance centers and airports. This work consists in a case study. To perform this work were studied the local conditions to introduce the rainwater harvesting system, the amount of rainfall available in São José dos Campos, the need to storage water to supply drought periods, the quality of the water to supply the process with security and the applications for reuse the effluent from aircraft washing process. The results showed that the amount of rainwater avaiable in the region is enough to supply the aircrafts washing process and the water is sufficient in quality for this application. The work also showed that the reuse of the effluent generated by the aircraft washing process makes feasible the project implementation. In addition to the financial return, the purpose brings environmental benefits preserving the good quality water resources.

Submitted by Valeria Alves de Castro (valeriadecastro@msn.com) on 2018-04-09T11:26:33Z No. of bitstreams: 1 Influência do Shot-Peening e da Anodização Crômica na Resistência à Fadiga da Liga de Alumínio 7475-T7351.pdf: 11672615 bytes, checksum: 8cfc04a62a6befdf67585a8be24eb5d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2018-04-09T14:23:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 castro_va_me_guara.pdf: 11672615 bytes, checksum: 8cfc04a62a6befdf67585a8be24eb5d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T14:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 castro_va_me_guara.pdf: 11672615 bytes, checksum: 8cfc04a62a6befdf67585a8be24eb5d5 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / A influência do Shot-Peening e da anodização na resistência à fadiga vem sendo estudada ao longo dos anos, pois são processos amplamente utilizados nas indústrias, em especial na aeronáutica. A análise desse comportamento é extremamente necessária, pois as peças de aeronaves sofrem esforços cíclicos e são expostas ao ambiente corrosivo, que além de reduzir o ciclo de vida, são também prejudiciais à segurança de voo. Em função disso os materiais devem ter boa resistência à fadiga e à corrosão. Para melhorar essas propriedades são aplicados os processos de Shot-Peening e anodização, contudo é essencial que os parâmetros e materiais sejam estudados e ensaiados a fim de se obter um resultado efetivo. Em vista disso, esta pesquisa tem por objetivo avaliar a influência do Shot-Peening e da anodização crômica na resistência à fadiga do alumínio 7475-T7351. O ensaio de fadiga foi realizado com carga axial, frequência de 20 Hz e razão de carga 0,1. A intensidade Almen foi de 0.006 A - 0.010 A e as esferas do jateamento foram de aço. Os resultados dos ensaios das amostras com Shot-Peening seguido de anodização crômica apresentaram redução na resistência à fadiga. Essa redução foi atribuída às tensões residuais de tração e as características da camada de óxido geradas pela anodização e aos parâmetros do Shot-Peening que não induziu tensão residual de compressão o suficiente para retardar a propagação das trincas. O aumento da rugosidade, que é inerente ao processo de Shot-Peening, trabalhou como concentrador de tensão na superfície, intensificando a nucleação e propagação das trincas. No entanto, para as baixas tensões o Shot-Peening minimizou o efeito negativo causado pela anodização crômica. Com isso é possível afirmar que é primordial testar os materiais com diferentes parâmetros de Shot-Peening e avaliar seus efeitos para coletar uma base consolidada e evitar acidentes decorrentes de falha prematura de fadiga. / The influence of Shot-Peening and anodization on the fatigue strength has been studied over the years because these processes are broadly used in industries, especially in aeronautics. The analysis of this behavior is extremely necessary due the cyclic loading of the parts and exposure to corrosive environment, which in addition to reducing the life cycle of an aircraft are also detrimental to flight safety. Due to this, the materials must have good fatigue strength and corrosion resistance. To improve these properties, the Shot-Peening and anodization processes are applied, however it is essential that the parameters and materials be studied and tested in order to obtain an effective result. Therefore, this research has the objective of evaluating the influence of Shot-Peening and chromic anodization on the fatigue strength of 7475-T7351 aluminum alloy. The fatigue test was performed with axial load, frequency of 20 Hz and load ratio 0.1. The Almen intensity was 0.006 A - 0.010 A and the material of spheres was steel. The results of the Shot-Peening specimens followed by chromic anodization treatment show a reduction of the fatigue strength. This reduction is due to residual tensile stress and the characteristics of the oxide layer generated by the anodization treatment and to the Shot-Peening parameters that did not induce residual compression stress enough to delay the crack propagation. The increased roughness, which is inherent in the process, has worked as a stress concentrator on the surface, enhancing the nucleation and propagation of cracks. However, for the low tensions the Shot-Peening minimizes the negative effect caused by the chromic anodization treatment. Therefore, it is possible to affirm that it is essential to test the materials with different parameters of Shot-Peening and evaluate its effects to collect a consolidated base and avoid accidents due to premature fatigue failure.

O método adjunto tem sido extensivamente utilizado como ferramenta de síntese no projeto de aeronaves por permitir que se obtenham sensibilidades de distintas medidas de mérito com relação a parâmetros que controlam a geometria de superfícies aerodinâmicas. O presente trabalho visa uma ampliação das aplicações da formulação contínua do método, ao utilizar propriedades físicas do escoamento nas fronteiras permeáveis do domínio computacional como parâmetros de controle de uma particular medida de mérito. Desse modo é possível, entre muitas possibilidades, determinar a sensibilidade de integrais como sustentação ou arrasto de uma aeronave com relação às condições de cruzeiro, por exemplo. Mais do que isso, essa informação pode ser obtida com a mesma solução adjunta computada para realizar otimização de forma. Vale destacar, ainda, que para que se consiga obter essa informação a partir das equações adjuntas, é necessário que se implemente condições de contorno baseadas em equações diferenciais características, resolvendo o problema de Riemann completo nas fronteiras do domínio. A implementação das usuais condições de contorno homogêneas, vastamente difundidas na literatura, resultaria em gradientes nulos. Esta nova abordagem do método é então aplicada a escoamentos modelados pelas equações de Euler 2-D compressíveis em estado estacionário. Ambos os problemas, físico e adjunto, são resolvidos numericamente com um código computacional que utiliza o método dos volumes finitos com segunda ordem de precisão no espaço e discretização centrada com dissipação artificial. As soluções estacionárias são obtidas ao se postular um termo tempo-dependente e integra-lo com um esquema Runge-Kutta de 5 passos e 2a ordem de precisão. As simulações são realizadas em malhas não-estruturadas formadas por elementos triangulares em 4 geometrias distintas: um bocal divergente, um perfil diamante, um aerofólio simétrico (NACA 0012) e o outro assimétrico (RAE 2822). Os gradientes adjuntos são então validados por meio da comparação com os obtidos pelo método de diferenças finitas nos regimes de escoamento subsônico, supersônico e transônico. / The adjoint method has been extensively used as an aircraft design tool, since it enables one to obtain sensitivities of many different mesures of merit with respect to parameters that control the aerodynamic surface geometry. This works aims to open up the possibilities of the method\'s applications by using flow physical properties at the permeable boundaries of the computational domain as control parameters of a particular measure of merit. This way it is possible, among many possibilities, to compute lift or drag sensitivities of an aircraft with respect to cruise conditions, for instance. Moreover, this information can be obtained with the same adjoint solution used to perform shape optimization. It is also worth noting that in order to obtain this information from the adjoint equations it is necessary to implement characteristics-based boundary conditions, resolving the complete Riemann problem at the boundaries of the computational domain. The use of the traditional homogeneous boundary conditions, widely spread in the literature, would lead the gradient to vanish. This new approach of the method is, then, applied to flows modeled by the 2-D steady state compressible Euler equations. Both, physical and adjoint problems are numerically solved with a computational code that makes use of a 2nd order finite volume method and central differences with artifficial dissipation. The steady solutions are obtained by postulating a time-dependent term and integrating it with a 5-stage 2nd order Runge-Kutta scheme. The simulations are performed on unstructured triangular meshes to 4 different geometries: a divergent nozzle, a diamond profile, a symmetric airfoil (NACA 0012) and a assymmetric airfoil (RAE 2822). The adjoint gradients are then validated by comparison with those obtained by finite differences method in subsonic, supersonic and transonic flow regimes.

A influência da fuselagem sobre a posição do centro aerodinâmico da asa é complexa e deve ser considerada nos cálculos de equilíbrio e estabilidade estática longitudinal da aeronave. Este trabalho apresenta uma análise comparativa para indicar o mais preciso dentre sete métodos teóricos para prever esta influência, em condições de baixa velocidade, utilizando seis configurações de modelos de asa mais fuselagem em escala reduzida, com proporções dimensionais características da aviação leve. Mediram-se os coeficientes de momento e sustentação para cada configuração, através de ensaios em túnel de vento de baixa velocidade, circuito aberto e seção de testes fechada. Calcularam-se as posições experimentais do centro aerodinâmico através da distância do eixo de rotação da balança ao bordo de ataque da asa e derivadas do coeficiente de momento em relação ao coeficiente de sustentação. Aplicaram-se os métodos teóricos às configurações. Os resultados demonstram que a maioria dos métodos prevê comportamentos na variação da posição do centro aerodinâmico semelhantes aos obtidos experimentalmente e apontados na revisão da literatura. A análise dos resultados teóricos ante os experimentais aponta o método descrito em Engineering Sciences Data Unit (1996a) como o mais preciso. / The fuselage influence on the wing aerodynamic center is complex and must be considered within longitudinal static stability and equilibrium calculations of the airplane. This work presents a comparative analysis to indicate the most accurate between seven theoretical methods that predict this influence, at low speed conditions, using six configurations of wing-fuselage reduced scale models, with the dimensional proportions found in light aviation. The moment and lift coefficients have been measured by experiments in a low speed open circuit wind tunnel with a closed test section. The experimental aerodynamic center positions have been found by the distance of the balance trunnion to wing leading edge and the derivation of the moment coefficient relative to the lift coefficient. The theoretical methods have been applied to all configurations. The results show that most of the methods predict variations in aerodynamic center position in the same way as those obtained in experimental results and shown in the literature review. The analysis between theoretical and experimental results indicates the method from Engineering Sciences Data Unit (1996a) as the most accurate.

Orientadores: Carlos Alberto Rodrigues Anjos, Marcelo Cristianini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RojaJunior_NelsonPedro_M.pdf: 1008534 bytes, checksum: f8af7df8acbf3611069d44225ab3d001 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As rações operacionais s~so meios fundamentais para a execução das atividades de treinamento e desdobramento real das Forcas Armadas do mundo inteiro, sendo empregadas ainda em circunstancias de contingencia de ordem civil. Neste sentido, a Força Aerea Brasileira, na busca continuada de solucoes e melhorias na area do fornecimento de alimentos, vem priorizando pesquisas para o desenvolvimento de produtos de pronto consumo. Nessa linha, o objetivo principal desta investigacao foi desenvolver uma refeicao de pronto consumo em embalagens flexiveis esterilizaveis, para equipagens de aeronaves e para uso terrestre, em substituicao ao sistema atualmente utilizado pelas Forças Armadas. A refeição foi composta por dois itens, em embalagens unitarias: arroz e carne bovina com legumes. A formulação do arroz foi composta por agua (54%), arroz parboilizado (32%), cebola (8%), oleo (4%), sal (1%) e alho (1%). A carne com legumes foi formulada com cubos de carne (35%), selada, pre-processada por imersao em oleo vegetal a 178°C por 3 min., molho de carne (29%), batata (22%) e cenoura (14%) em cubos. Foram utilizados 3 tipos de embalagens laminadas, pre-formadas, com picote para abertura manual e capacidade de 250 g de produto, sendo duas com estrutura auto-sustentavel (uvcpf"wr"rqwej) e uma do tipo envelope de quatro soldas (hncv). A caracterização das embalagens foi realizada por medidas dimensionais, propriedades de barreira (taxa de permeabilidade ao oxigenio e ao vapor de agua), propriedades mecânicas (resistencia a tracao e estouro) e inspecao visual de defeitos. As analises microbiologicas foram realizadas para avaliacao da carga microbiana inicial das materias-primas e obtencao de dados iniciais, para verificacao da eficiencia do processo de esterilizacao. O tratamento termico foi realizado em autoclave de imersao com F0 de 14 min. As refeicoes foram submetidas a analise sensorial atraves de teste de aceitacao de escala hedonica para aparencia, sabor, aroma e impressao global e testes de aceitacao de escala do ideal para textura do arroz, carne bovina e legumes e gosto de sal. Os testes foram conduzidos com 140 homens, militares da Aeronautica, distribuidos nas guarnicoes do Amazonas, Rio Grande do Sul, Rio de Janeiro e Sao Paulo. Os resultados do teste de escala hedonica indicaram que o tipo de embalagem nao influenciou na aceitacao da refeicao (p<0,05), sendo que pelo menos 60% dos provadores atribuiram notas maiores ou iguais a cinco para os atributos aparencia, sabor, aroma e impressão global. No teste da escala de ideal verificou-se que pelo menos 80% dos provadores consideraram a textura da carne entre os termos -1 e +1, a textura dos legumes entre -1 e +1, a textura do arroz entre -1 e +1 e o gosto salgado entre ¿1 e +1. Isto indica a aceitação sensorial da refeição. Os experimentos demonstraram a satisfacao dos militares e puderam servir de fundamento para o atual emprego das rações operacionais no ambito da Força Aerea Brasileira / Abstract: The operational meals means are fundamental to the implementation of the activities of training and actual deployment of the armed forces around the world and is still employed in circumstances of contingency of civil order. In this sense, the Brazilian Air Force, in the search for solutions and continuing improvements in the area of the food supply, is prioritizing the research and development into products ready for consumption. The main objective of the research was to develop a meal ready for consumption in sterile flexible packaging to aircraft crews and land use to replace the system currently used by the Armed Forces. The board was composed of two items on individual packages: rice and meat with vegetables. The wording of the rice was composed by water (54%), rice (32%), onion (8%), oil (4%), salt (1%) and garlic (1%). The meat with vegetables was made with cubes of meat (35%), stamped, pre-processed by immersion in vegetable oil to 178 ° C for 3 min., sauce, meat (29%), potatoes (22%) and carrot (14%) in the cubes. We used 3 types of packaging rolled, pre-formed, for manual opening and capacity of 250 g of product, and two with structure self-sustaining (stand up pouch) and an envelope of the type of four solders (flat). The characterization of the packaging was done by measurements dimensional, property of barrier rate (permeability to oxygen and water vapor) and mechanical properties (tensile strength and burst test) and visual inspection of defects. Microbiological analyses was made for evaluation of the initial microbial load of raw materials and obtaining initial data references for verification of the efficiency of the process of sterilization. The heat treatment was carried out in retort of immersion with F0, 14 min. Meals were subjected to analysis by means of sensory test of acceptance of hedonic scale for appearance, flavor, aroma and overall impression, and acceptance tests of scale of the ideal texture to the rice, meat and vegetables and taste of salt. The tests were conducted with 140 men, soldiers of Aeronautics, distributed in trimmings of Amazonas, Rio Grande do Sul, Rio de Janeiro and São Paulo. The results of the test hedonic scale indicated that the type of packaging not influenced the acceptance of the meal (p <0.05), of which at least 83% of the judges assigned notes greater than or equal to five to the attributes appearance, flavor, aroma and overall impression. In the ideal test of the scale of it was found that at least 62% of the tasters found the texture of the meat, vegetables and rice, and the salty taste ideals. The experiments demonstrated the satisfaction of the military and could serve as the basis for the current employment of operational meals of the Brazilian Air Force / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos