Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas. Programa de Pós-graduação em Psicologia / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:12:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 245033.pdf: 2341470 bytes, checksum: 0df4700f1e9d375677cc85b9b1078df8 (MD5) / Este estudo teve como objetivo desenvolver uma medida psicométrica, com base na técnica do diferencial semântico, para avaliação de propriedades acústicas no interior de aeronaves. No processo de construção desta medida dois estudos compuseram o trabalho: um primeiro estudo da semântica de descritores para som e vibração, e um segundo estudo especifico de construção da medida para avaliação de sons no interior de aeronaves. No total 685 pessoas participaram de uma das treze etapas desta pesquisa, dessas 393 eram do sexo masculino e 292 do feminino, a média de idade dos participantes foi de 25 anos, com desvio padrão de 7 anos e 2 meses. Os resultados do primeiro estudo constituíram uma lista contendo diversos descritores aptos a caracterização de fenômenos acústicos e vibracionais para o interior de aeronaves. O segundo estudo obteve como produto uma escala de diferencial semântico composto por quatro fatores, Apreciação, Adequação, Estabilidade e Intensidade, que após procedimentos estatísticos como calculo do coeficiente de confiabilidade, alfa de Cronbach e análise da variância multivariada (MANOVA), apresentou parâmetros de validade e confiabilidade satisfatórios. A partir do conjunto de análises foi proposto ao final da pesquisa um modelo bi-dimensional da avaliação do evento acústico no interior de aeronaves, a primeira dimensão constituiu-se pelos fatores intercorrelacinados Avaliação, Adequação e Intensidade, relacionada a aspectos da natureza afetiva avaliativa do objeto, e a segunda dimensão pelos fatores Estabilidade e Adequação, ligada a aspectos técnicos avaliativos do fenômeno acústico no interior de aeronaves. This study aimed at developing a psychometric measure, based on the semantic differential technique, for acoustic properties evaluation inside aircrafts. In the process of measure construction two studies composed the research: a first semantic descriptors study for sound and vibration, and a second specific construction study for the aircraft inside sound evaluation measure. In total 685 people took part on one of the thirteen research stages, and 393 were male and 292, female, mean participant age was 25 years old, with a 7 years and 2 months standard deviation. First study results consisted of a list containing valid descriptors for describing aircraft inside acoustic and vibration phenomena. The second study had as a final product a semantic differential scale composed by four factors, Appreciation, Adequacy, Stability and Intensity, which, after statistical procedures such as calculating reliability coefficient Cronbach alpha and multivariate analysis of variacne (MANOVA), presented satisfactory validity and reliability parameters. A two-dimensional aircraft inside acoustic event evaluation model was proposed from the analyses set, the first dimension was composed by intercorrelated factors Appreciation, Adequacy and Intensity, related to affective evaluative aspects linked to the object, and the second dimension was composed by Stability and Adequacy factors, linked to the acoustic phenomenon#s technical evaluative aspects in aircrafts.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267129.pdf: 3767393 bytes, checksum: 3edfbecd425582d2b2a22f8a4e85a7ec (MD5) / Nas últimas décadas, o transporte aéreo vem se tornando parte da vida diária da população, e este crescimento é acompanhado pelo desenvolvimento de novas aeronaves, as quais buscam satisfazer níveis de qualidade cada vez mais rígidos. Estas aeronaves devem apresentar características que atendam aos interesses das companhias aéreas em quesitos como desempenho e custo de operação, assim como garantir o conforto dos passageiros e da tripulação. Do ponto de vista do conforto dos passageiros e da tripulação de aviões comerciais, o ruído interno da aeronave destaca-se como ponto importante no projeto e desenvolvimento de novas aeronaves. Para contemplar o conforto acústico no interior de aeronaves é necessário que a percepção do ambiente sonoro seja interpretada e estudada adequadamente. A percepção do som e sua qualidade não são baseadas somente nos sinais físicos, mas também dependem de modalidades sensoriais e não sensoriais. As variáveis cognitivas e afetivas, tais como atitude, expectativas, significado e preferência são relevantes nesse processo de avaliação do conforto. Existem alguns pré-requisitos para construir um instrumento de avaliação que acesse esse fenômeno. Dentre os mais importantes, se destaca a seleção dos métodos. Métodos adaptados da psicofísica e de outras áreas de estudo vêm sendo utilizados para avaliação do som em diferentes situações. Este trabalho tem como objetivo principal verificar o desempenho de cinco métodos (Diferencial Semântico, Ordenamento, Estimativa de Magnitude, Escala de Resposta e Comparação Pareada) na avaliação do conforto acústico no interior de aeronaves, apontando limitações referentes a essas avaliações em uma situação de laboratório, com sujeitos falantes do português do Brasil.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335888.pdf: 7684107 bytes, checksum: bcde2c3b76a58baffd70c875ffae66af (MD5) Previous issue date: 2015 / No presente trabalho foi realizado um estudo do comportamento dinâmico de alguns amortecedores de partículas de elastômero (EPD) com movimento vertical. Estes amortecedores compõem-se de um recipiente rígido que contêm um grande número de partículas de elastômero. Os EPDs são aderidos rigidamente à estrutura que se deseja ser controlada. Mediante ensaios foram obtidas curvas da impedância em função da frequência e da aceleração, tanto diretamente na base do EPD quanto este inserido em um sistema de 1 grau de liberdade (GDL). Quando o EPD foi submetido a acelerações perto de 1 g, as partículas adotaram um estado de fluidização, e foi evidenciado um grande amortecimento do sistema, tal como descrito na literatura. Os mecanismos de dissipação de energia aqui são devido ao atrito e colisões inelásticas das partículas. Porém, foi descoberto que o material granular se comporta como um sólido para níveis menores de 1 g de aceleração. Assim, ele possui um conjunto de modos de vibração produzidos por ondas longitudinais estacionárias. Em consequência, em cada uma das suas frequências naturais o EPD pode funcionar como um neutralizador dinâmico. Foram aplicados amortecedores EPD sintonizados a uma viga em balanço e a uma placa de aço para controlar um dos seus modos de vibração. O resultado foi que o pico da curva de mobilidade em ambos os casos foi praticamente eliminado. Além disso, foi conseguida uma elevada atenuação na maioria das frequências naturais superiores. Este tipo de amortecedor foi também aplicado a uma unidade de piso de avião e o seu desempenho foi comparado com outras técnicas de controle de vibração. Os EPDs aparecem como uma técnica de controle de vibração eficiente e econômica para este tipo de estrutura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335896.pdf: 3607600 bytes, checksum: eb35bf98ba72f6228bbd3656f6a1aacd (MD5) Previous issue date: 2015 / A determinação da impedância acústica de liners utilizados em motores turbofan de aeronaves comerciais é um ponto de interesse da comunidade científica há várias décadas, especialmente na presença de escoamentos tangenciais, condição similar à de operação. Diferentes técnicas foram desenvolvidas para obtenção da impedância de liners. Atualmente, as mais comuns são as técnicas inversas, que consistem em duas etapas: (i) medição do campo acústico em um duto com escoamento e uma amostra de material, e (ii) simulação do campo acústico e aplicação de um processo de otimização para encontrar a impedância que minimiza a diferença entre resultados experimentais e analíticos. Neste trabalho, foram discutidos três métodos: dois métodos inversos, o Método da Matriz de Transferência e o Método do Acoplamento Modal, e um método direto, o Método Prony. Os três métodos foram implementados e validados através de resultados de simulação numérica em Método de Elementos Finitos. Foram avaliados também o custo computacional e a sensibilidade dos métodos à presença de modos de alta ordem no campo acústico medido. Além disso, amostras de materiais típicos foram caracterizadas em uma bancada de testes em velocidades até Mach 0.25 para comparar os resultados dos diferentes métodos. Modelos preditivos semi-empíricos, que utilizam parâmetros geométricos do material para determinar sua impedância, foram também abordados neste trabalho. Alguns destes modelos foram implementados, e seus resultados para amostras disponíveis comparados aos medidos com os métodos citados. Por fim, uma nova técnica de determinação de impedância foi proposta, incorporando um modelo matemático de impedância ao processo de otimização, de forma a reduzir significativamente o número de incógnitas do sistema, estabilizando assim a solução.<br> / Abstract : The problem of determining the acoustic impedance of liners used in turbofan engines of commercial aircraft has been a point of interest for the scientific community for decades, especially in the presence of grazing flows, similar to operational conditions. Different techniques have been developed to determine liner acoustic impedance under grazing flow. The current trends are inverse methods, which consist of two steps: (i) measurement of the acoustic field in a duct with flow and a liner sample, and (ii) modeling of the acoustic field and application of an optimization procedure to find the impedance that minimize the difference between experimental and analytic results. In this work, three techniques were discussed: two indirect methods, the Two-Port Matrix Method and the Mode-Matching Method; and a direct technique, the Straight-Forward Method. The three methods were implemented and validated by means of Finite Element Method numerical simulation results. The computational cost and the sensibility to the presence of higher-order modes were also assessed for each method. Semi-empirical predictive models, which use the geometrical parameters of the materials to determine their impedance, were also discussed in this work. Some of these models were implemented, and their results for available liner samples were compared to those obtained by measurements with the previously cited methods. Lastly, a new technique for impedance determination was proposed, which incorporated a mathematical impedance model to the optimization process as a means to significantly reduce the number of unknowns, therefore stabilizing the solution.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348526.pdf: 3551847 bytes, checksum: e230fe18007e16805c64bbe54b532888 (MD5) Previous issue date: 2017 / Motores turbofan são largamente utilizados em aeronaves comerciais e são uma das principais fontes de ruído. O ruído desse motores pode ser dividido em diferentes componentes, sendo que o ruído proveniente do fan é de grande importância no processo de certificação da aeronave. Este é geralmente dominado pela presença de tons e suas harmônicas, tornando desejável utilizar um tratamento acústico com grande atenuação em uma faixa estreita de frequência. Isto é obtido por meio de liners acústicos, que podem ser interpretados como um arranjo de ressonadores de Helmholtz. Tradicionalmente, os liners são caracterizados por meio de sua impedância acústica. Esta abordagem possui várias vantagens: (i) a impedância acústica pode ser estimada por modelos semi-empíricos de baixo custo; (ii) várias técnicas experimentais são reportadas na literatura para extrair a impedância do liner, como os métodos inversos, diretos e técnicas in situ; (iii) o conceito de impedância ótima para dutos pode ser desenvolvida, e portanto o liner pode ser projetado para alcançar a impedância ótima; (iv) a previsão de atenuação sonora em dutos é baseada na impedância acústica do liner. Estes quatro itens são abordados neste trabalho. Primeiramente, modelos semi-empíricos preditivos de liner são analisados e comparados com resultados experimentais. Os modelos são baseados na soma de diversos efeitos e dão uma ideia de quais afetam a impedância acústica do liner. Na sequência, técnicas experimentais são investigadas. O método clássico de acoplamento modal é modificado para incluir um modelo de impedância, resultando em curvas contínuas. Além disso, efeitos de condição de contorno na edução de impedância são considerados, e alternativas à condição de contorno de Ingard-Myers são implementadas. A diferença entre resultados na impedância quando a fonte sonora está a montante ou a jusante da amostra também é discutida. Em seguida, o conceito de impedância ótima para dutos circulares na ausência e presença de escoamento uniforme é apresentado, assim como aplicações para geometria de motores aeronáuticos turbofan. Finalmente, a previsão de atenuação sonora baseada em escoamento uniforme e cisalhante é comparada. / Abstract : Turbofan aero-engines are largely employed in commercial aircraft and are one of the main sources of noise. Engine noise can be divided into several components, and fan noise plays a major role in the aircraft certification process. It is generally dominated by the presence of a tone and its harmonics, making desirable to use an acoustic treatment with large attenuation at a narrow bandwidth. This is accomplished by means of acoustic liners, which can be seen as an array of Helmholtz resonators. Usually, the liner is characterized by its acoustic impedance. This approach has several advantages: (i) the acoustic impedance can be predicted by low-cost semi-empirical models; (ii) many experimental techniques are reported in the literature to extract the liner impedance, such as inverse methods, straightforward methods and in situ techniques; (iii) the concept of optimal impedance for ducts can be developed, and therefore the liner can be designed to achieve the optimal impedance; (iv) the sound attenuation prediction in ducts is based on the liner acoustic impedance. These four items are covered in this work. Firstly, liner prediction semi-empirical models are analysed and compared to experimental results. The models are based on the sum of several effects and give an insight into what alters the liner acoustic impedance. On the following, the experimental techniques are investigated. The classical mode matching method is modified to include an impedance model, resulting in smooth impedance curves. Also, the effect of boundary conditions in the educed impedance is considered, and alternatives to the Ingard-Myers boundary condition are implemented. The difference between upstream and downstream acoustic source positions in the educed impedance is also discussed. Next, the concept of optimal impedance for circular ducts in the absence and presence of mean flow is presented, as well some applications to turbofan aero-engine geometries. Finally, sound attenuation predictions based on uniform and shear flow are compared.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-09T03:25:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348524.pdf: 3079082 bytes, checksum: 61141ece4dd95cda1c482fcc4fbbc130 (MD5) Previous issue date: 2017 / Os aeroportos são considerados modificadores urbanos do meio ambiente e da operação das aeronaves se verificam os principais impactos ambientais, tais como a emissão de gases dos motores e de ruídos aeronáuticos. O ruído aeronáutico, objeto do estudo, possui duas propriedades: uma acústica, medida com o uso de equipamentos, e uma não acústica ou subjetiva. Uma das propriedades subjetivas do ruído aeronáutico é o incômodo causado na população residente nas proximidades dos aeroportos. O objetivo deste trabalho foi elaborar e aplicar uma ferramenta de medida para quantificar o grau de incômodo associado às operações de pouso e decolagem de aeronaves comerciais do aeroporto internacional Hercílio Luz, em Florianópolis-SC. Para elaboração da escala grau de incômodo e calibração do instrumento de coleta de dados e análise dos itens (questões) foi utilizada a ferramenta de análise estatística Teoria de Resposta ao Item (TRI), empregada em análises subjetivas e psicométricas. O questionário final foi composto de 23 questões, distribuídas em seis facetas que abordam as características subjetivas percebidas do incômodo, como mudanças no comportamento cotidiano, nas atitudes sociais, no humor, no sono, na concentração e na sensibilidade. O questionário foi aplicado nos bairros Carianos, Ressacada e Campeche, para 300 pessoas, com o uso de duas modalidades de entrevistas: presencial e on-line. Dessa amostra, 56,4% da população foi classificada incomodada e 14,6% extremamente incomodada. A pesquisa permitiu identificar as facetas que mais interferem na percepção do grau do incômodo e, também, as localidades de maior sensibilidade e incômodo ao ruído aeronáutico, por meio da elaboração de curvas de contorno de ruído simuladas. O trabalho desenvolvido resultou na construção de uma escala de avaliação, fundamentada na TRI, subjetiva do grau de incômodo oriundo das operações aeronáuticas no entorno de um aeroporto. / Abstract : The aircraft noise constitutes the dominating factor of alteration in the lives of the population that lives in the surroundings of airports. It is known that the aircraft noise may be evaluated through acoustic measurements with specific equipment, or through social evaluation using questionnaires. This project presents an evaluation of the annoyance as a subjective measure of the aircraft noise that a population is exposed to by the operations of a civil airport in Florianópolis, SC. For the elaboration and calibration of the instrument of data collection and analysis of the items (questions), the statistical analysis tool used was the Item Response Theory (IRT), commonly used in subjective and psychometric analyzes. The final questionnaire, after done the calibration, was composed of 23 questions, distributed in six characteristics known as facets that address the perceived subjective properties of the noise annoyance, such as changes in daily behavior, social attitudes, mood, sleep, concentration and sensitivity. The questionnaire was applied to the Carianos, Ressacada and Campeche districts, for 300 people, through face-to-face and on-line methods. Of this sample, 56.4% of the population was classified as troubled and 14.6% extremely annoyed. The research allowed identify the facets that most interfere in the perception of the degree of annoyance and also the locations of greater sensitivity and annoyance to aircraft noise, through the elaboration of simulated of noise contour. The work developed resulted in the construction of an evaluation scale, based on IRT, of the degree of annoyance caused by the aircraft operations of a airport, in a nearby community.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:32:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329532.pdf: 31630676 bytes, checksum: 0a4ffb91316bbd1a15fb95b7b61d71a5 (MD5) Previous issue date: 2014 / A poluição sonora decorrente de tráfego aéreo é um dos principais problemas de comunidades que vivem nos arredores de aeroportos. Em aeronaves do tipo turbofan, um dos ruídos que mais se destacam nas condições de decolagem e pouso é o ruído tonal decorrente da passagem de pás da ventoinha do motor e conhecido como Blade Passage Frequency (BPF). Tal ruído é particularmente incômodo, e por esse fato, no cálculo do Effective Perceived Noise Level (EPNL) é inserida uma penalidade que pode ser determinante para a aceitação de uso da aeronave em um determinado aeroporto. O revestimento utilizado na parte interna do duto anular que contém o motor, conhecido como liner, atua passivamente ao atenuar o ruído da passagem de pás e contribui ao reduzir a penalidade no cálculo do EPNL. O parâmetro chave que caracteriza o liner é sua impedância acústica, que por sua vez é altamente sensível à presença de escoamento. Portanto, a determinação deste parâmetro em tais condições necessita de uma infra estrutura adequada que permita controlar e medir a velocidade de escoamento. Diversas bancadas de teste foram construídas com este propósito, no entanto, ainda permanecem dúvidas relacionadas a efeitos de não linearidade presentes, variações de temperatura, efeitos de modos de alta ordem da tubulação de teste e se o material pode ser considerado localmente reativo. Desta forma, o objetivo deste trabalho é o projeto, a construção e o comissionamento de uma bancada experimental que permita fornecer dados a diferentes métodos de extração de impedância. A bancada desenvolvida possui seção de testes altamente modular, terminação com baixa reflexão e capacidade de escoamento com velocidades até 0,3 Mach. O projeto previu a excitação de ao menos um modo de alta ordem dentro da tubulação na faixa de frequência de interesse e possibilidade de atuação em regimes não lineares, utilizando ruído tonal como excitação. A construção envolveu diversos detalhes técnicos de fabricação e montagem. Já o comissionamento incluiu medições do perfil de velocidades na seção de teste, ensaios acústicos com e sem a presença de escoamentos e ensaios de vibração. Por fim, foram ensaiadas duas amostras de liners típicos e foi realizado o cálculo das respectivas impedâncias acústicas, valendo-se do método da matriz de duas portas (Two Port Matrix - 2PM), o que permitiu caracterizar tais amostras para o uso em projetos de aeronaves mais silenciosas.<br> / Abstract: Noise pollution generated by aircraft is one of the major concern in communities near airports. Turbofan aircrafts have different noise sources and Blade Passage Frequency (BPF) is a very inconvenient tonal noise generated during take-off and approach. This annoying noise causes apenalty on Effective Perceived Noise Level (EPNL) calculation; consequently this parameter may be decisive to accept an aircraft to operate in an airport. Liners are passive noise control materials used inside nacelles, in order to attenuate noise and to reduce penalties in EPNL calculation. Liner key design parameter is the acoustic impedance under grazing flow condition, and its efficiency depends on the flow velocity. To educe the acoustic impedance a complex infrastructure is needed to control and measure flow velocity profile. There are some rigs already built, although some questions still have no answer regarding nonlinear behaviours, temperature changes, high order modes and when to consider liners as locally reacting materials. The objective of this work is to design, construct and commission an experimental test rig which can generate data to different impedance eduction methods. The developed test rig has a highly modular test section, low reflection termination and 0,3 Mach maximum mean velocity capacity. At least one high order modes can be evaluated inside the frequency range of interest, and nonlinear regimes can be reached using tonal noise excitation as input. Rig commissioning included flow profile measurements, vibration measurements and acoustic measurements to evaluate the sound field inside the duct with and without flow. Two liner samples were tested and its acoustic impedance educed using the Two-port Matrix Method, witch permitted to characterize samples aiming to design silent aircrafts.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-18T04:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346241.pdf: 27252424 bytes, checksum: d645368da3eb9f1d262c09c714c837b3 (MD5) Previous issue date: 2017 / Um novo sistema de trocador de calor (HES) foi avaliado experimentalmente em solo e em voo objetivando o resfriamento passivo de sistemas aviônicos. O protótipo de trocador de calor consiste em dois condensadores, conectados a um mesmo evaporador através de dois loop-termossifões em paralelo. O fluxo de ar externo à fuselagem da aeronave e o sistema de ar condicionado servem como sumidouros de calor. Um tubo de calor e quatro termossifões foram empregados como elementos intermediários de transferência de calor (IHTEs) entre fontes de calor e o evaporador do trocador de calor. Os parâmetros de projeto dos IHTEs tais como razão de enchimento, ângulo de inclinação, razão de aspecto e geometria dos condensadores (contato entre condensador do IHTE e evaporador do HES) foram avaliados. Água foi utilizada como fluido de trabalho. Os protótipos HES e IHTEs foram qualificados para voo após avaliações térmicas em laboratório e testes de cumprimento de requisitos. Os testes foram executados em números de Mach de até 0,78 e em altitudes de até 12 km, correspondendo à temperatura estática do ar de -56 ºC. Em condições de voo em cruzeiro, o HES é capaz de dissipar 900 W mantendo temperaturas de vapor abaixo dos valores típicos para operação de aviônicos; e.g. 70 à 100 ºC. Demonstra-se a capacidade de funcionamento dos termossifões mesmo em condições de congelamento do fluido de trabalho. O fenômeno de geyser boiling eventualmente promove intensas vibrações no evaporador do trocador de calor. Mudanças térmicas nos sumidouros de calor afetam fracamente os IHTEs. Tubo de calor e termossifões com 0,7 m de comprimento podem dissipar 120 W e 500 W, respectivamente. Convecção forçada pode ser uma alternativa onde condução de calor entre aviônicos e evaporadores dos IHTEs não é possível. Condensadores cônicos e cilíndricos dos IHTEs demonstram ser possíveis geometrias para o acoplamento térmico entre condensadores de IHTE e evaporador do HES.<br> / Abstract : A novel design for a heat exchanger system (HES) was experimentally evaluated on ground and in-flight conditions aiming the passive cooling of avionics systems. The heat exchanger prototype consists of two condensers, linked to one shared evaporator by two parallel loop-thermosyphons. The air stream on the external side of the fuselage and the air conditioning system served as heat sinks. A heat pipe and four thermosyphons were employed as intermediary heat transfer elements (IHTEs) between heat sources and the HES evaporator. The IHTE design parameters such as filling ratio, inclination angle, aspect ratio and coupling geometries (contact between condenser of IHTE and evaporator of HES) were evaluated. Water was applied as the working fluid. The HES and IHTEs prototypes were qualified for flight after thermal assessments in laboratory and constrained acceptance tests. The tests were conducted at flight Mach numbers up to 0.78 and at altitudes of up to 12 km, corresponding to air static temperatures of -56 ºC. Under cruise flight conditions, the HES is able to dissipate 900 W maintaining vapor temperatures below typical working values for avionics; e.g. 70 to 100 ºC. Efficient performance of thermosyphon was also shown in freezing conditions of the working fluid. Geyser boiling phenomenon eventually yields intense vibrations at the HES evaporator. Thermal changes in the heat sinks hardly affect IHTEs. Heat pipe and thermosyphons with 0.7 m length can dissipate 120 W and 500 W, respectively. Forced convection can be an alternative where heat conduction between avionics and IHTE evaporators is not possible. Conical and cylindrical IHTEs condensers were demonstrated as possible fitting geometries for thermal couplings.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2751_TeseDoutoradoAlexandreSantosBrandao.pdf: 8531622 bytes, checksum: a614285b070320c8bd28f3cb75a05e66 (MD5) Previous issue date: 2013-04-03 / É proposta a análise e a implementação de um sistema de controle coordenado capaz de guiar um veículo aéreo não tripulado (no caso, um helicóptero miniatura elétrico com controle remoto sem fio) para que o mesmo siga um veículo terrestre autônomo. O veículo aéreo será dotado de uma câmera com sistema de transmissão de imagens sem fio, para permitir o uso de técnicas de visão artificial conjugadas com algoritmos não lineares de controle servo-visual. O objetivo de tal sistema de controle coordenado, num primeiro momento, é a inspeção de áreas agriculturáveis.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-22T13:44:16Z No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:58:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissWAS.pdf: 2629604 bytes, checksum: c63cb2f3eca6f8313a2ce1352052ed4c (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / Não recebi financiamento / In order to reduce the mass of eletrical transformers and generators in aircrafts, many manufacturers have adopted 400 Hz as the operation of these devices. However this frequency causes increased core losses which were disregarded due to the small involved powers and non continuous basis operations. By considering similar sizes, newer aircraft models are more electricity dependent and the generated power increased from 240 kVA to 1000 kVA. In this new scenario losses cannot be neglected and other options for increased efficiency should be considered. Iron-based amorphous transformer cores AEFture reduction by up to 70% loss while operating in 50- 60 Hz. However smaller magnetic saturation induction values result in higher weight than similar cores made of crystalline Fe-Si, therefore, undesirable in aircraft. This work discusses that, when particularities of aeronautical transformers are considered, one can design a power transformer with an amorphous core with smaller mass and losses than a similar with a Fe-Si crystalline based core. For this purpose, a hand-made amorphous core transformer was built to operate at 400 Hz, which has been thermo-magnetically treated to enhance its electromagnetic properties. Through electrical test, equivalent circuits of transformer were obtained for both core conditions: unannealed and annealed. Comparisons of masses and losses between an aircraft transformer with crystalline core and the hand-made amorphous one show that the latter has lower losses and that, when obeyed the particularities for aeronautical transformers, they may have smaller masses. Details and explanations about the thermomagnetic treatment, evidencing by X-ray diffraction of no-crystallization, after core heat-treatment and hand-made transformer evaluation through simulation are also included in this work. / Para redução de massa dos transformadores e geradores elétricos aeronáuticos, muitos fabricantes adotaram a frequência de 400 Hz para operação destes dispositivos, entretanto o aumento da frequência causa também aumento de perdas em seus núcleos, as quais foram desprezadas devido às pequenas potências envolvidas e por não operarem em regime contínuo. Com o desenvolvimento tecnológico nas aeronaves mais recentes, estas se tornaram mais dependentes de eletricidade e considerando-se o mesmo porte, os valores gerados aumentaram de 240 kVA para 1000 kVA. Neste cenário, perdas não podem ser desprezadas e outras opções para aumento da eficiência devem ser consideradas. Núcleos de transformadores feitos de ligas amorfas à base de Fe apresentam redução em até 70% nas perdas quando operados em 50-60 Hz. Entretanto os menores valores de saturação na indução magnética resultam em núcleos de maior massa que seus similares feitos em Fe-Si cristalino, sendo assim indesejável em aeronaves. Este trabalho discute que, quando consideradas as particularidades dos transformadores aeronáuticos, pode-se projetar um transformador feito com liga amorfa com menores massa e perdas que um similar de mesma potência feito com Fe-Si cristalino. Para tal construiu-se artesanalmente um transformador com núcleo de liga amorfa para operação em 400 Hz, que foi tratado termomagneticamente para melhorar as suas propriedades eletromagnéticas. Através de ensaios elétricos, se obteve circuitos equivalentes do transformador com núcleo sem e com tratamentos termomagnéticos. Comparações de massas e perdas entre um transformador para aeronaves feito de material cristalino e o transformador construído artesanalmente mostram que o último possui menores perdas, e que quando seguidas todas as particularidades dos transformadores aeronáuticos, estes podem ter menores massas. Detalhes e explicações sobre o tratamento termomagnético, constatação da não cristalização do núcleo por difração de raios X após tratamento e avaliação através de simulação do transformador construído artesanalmente também estão incluídos neste trabalho.