Relatorio Do Projecto Final Do Air Cargo

P rojecto F inalP rojecto F inalP rojecto F inalP rojecto F inal

( A ir Cargo Challenge 2009)( A ir Cargo Challenge 2009)( A ir Cargo Challenge 2009)( A ir Cargo Challenge 2009)

Docentes:

Doutor Nuno Nunes

Eng. Aeronutico Carlos Domingos

Elaborado por:

Pedro Ferreira

Nuno Ferreira

Projecto Final (Air Cargo Challenge 2009)

2

INTRODUO: .................................................................................................................................................................................. 5

NOTAO E ABREVIATURAS ............................................................................................................................................................. 6

CARACTERSTICAS DO MOTOR .......................................................................................................................................................... 7

HLICE .............................................................................................................................................................................................. 8

CONTROLADOR DE VELOCIDADE ...................................................................................................................................................... 9

SUPORTE DE LIGAO DO MOTOR/FUSELAGEM ............................................................................................................................ 10

PESO: .............................................................................................................................................................................................. 11

FUSELAGEM: ................................................................................................................................................................................... 12

MOTOR: .......................................................................................................................................................................................... 12

ASAS ............................................................................................................................................................................................... 13

ESTABILIZADOR HORIZONTAL ..................................................................................................................................................................... 14

ESTABILIZADOR VERTICAL............................................................................................................................................................... 15

VELOCIDADES: ................................................................................................................................................................................ 16

VELOCIDADE MXIMA .................................................................................................................................................................... 16

VELOCIDADE DE PERDA ............................................................................................................................................................................. 16

Velocidade de perda Com Flaps a 45 ............................................................................................................................................ 16

VELOCIDADE DE DESCOLAGEM ................................................................................................................................................................... 17

FLAPS .............................................................................................................................................................................................. 17

AREA ..................................................................................................................................................................................................... 17

ELEVATOR ....................................................................................................................................................................................... 18

AREA ..................................................................................................................................................................................................... 18

RUDDER .......................................................................................................................................................................................... 18

AREA............................................................................................................................................................................................... 18

CENTRO AERODINMICO E CENTRO DE GRAVIDADE ...................................................................................................................... 19

ESQUEMATICAMENTE ............................................................................................................................................................................... 19

CENTRO AERODINMICO ........................................................................................................................................................................... 19

Clculos ........................................................................................................................................................................................... 19

CENTRO DEGRAVIDADE ............................................................................................................................................................................. 20

Margem mnima do centro de gravidade ....................................................................................................................................... 20

Margem Mxima do Centro de Gravidade ..................................................................................................................................... 20

Centro de gravidade ....................................................................................................................................................................... 20

TREM DE ATERRAGEM .................................................................................................................................................................... 21

DESENHOS ...................................................................................................................................................................................... 22

PEAS DO V-TAI ...................................................................................................................................................................................... 22

Rib N1............................................................................................................................................................................................ 23

Rib N2............................................................................................................................................................................................ 24

Spar do V-Tail ................................................................................................................................................................................. 25

Supreficie Mvel ............................................................................................................................................................................. 26

Loft do V-tail ................................................................................................................................................................................... 27


3

MONTAGEM DO V-TAIL ................................................................................................................................................................

FUSELAGEM ............................................................................................................................................................................................ 29

ASA....................................................................................................................................................................................................... 30

Rib N1............................................................................................................................................................................................ 30

Rib Central da Asa .......................................................................................................................................................................... 31

RiB da ponta da asa ........................................................................................................................................................................ 32

Spar da Asa ..................................................................................................................................................................................... 33

Loft da Asa ...................................................................................................................................................................................... 34

Montagem da Asa .......................................................................................................................................................................... 35

COMPARTIMENTO DE CARGA ..................................................................................................................................................................... 36

Cargo Bay ....................................................................................................................................................................................... 36

Tampa do Cargo Box ...................................................................................................................................................................... 37

TREM DE ATERRAGEM .............................................................................................................................................................................. 38

Trem Principal ................................................................................................................................................................................. 38

Trem traseiro .................................................................................................................................................................................. 39

Roda ............................................................................................................................................................................................... 39

Montagem do Trem Traseiro + Roda .............................................................................................................................................. 40

Montagem do Trem Principal + Cargo Bay ..................................................................................................................................... 41

Montagem Final do Air Cargo ........................................................................................................................................................ 42

MOLDE ........................................................................................................................................................................................... 44

BILL OF MATERIAL ( AIR CARGO ) ........................................................................................................................................ 45 RELATRIO DE CALCULO DE ELEMENTOS FINITOS (SPAR) .......................................................................................... 47 NOVAS TECNOLOGIAS APLICADAS AERONUTICA ..................................................................................................... 59 1 FUSELAGEM.............................................................................................................................................................................. 59

Hand and Spray lay-up ................................................................................................................................................................... 65

Vacuum bagging (saco de vacum) .................................................................................................................................................. 65

Enrolamento filamentar ................................................................................................................................................................. 66

Pultruso ........................................................................................................................................................................................ 66

PROJECTO DA FUSELAGEM DO AIR-CARGO: ................................................................................................................................................... 67

2 CAIXA DE TRANSPORTES DE PESOS DO AIR-CARGO .................................................................................................................. 68

3 TREM DE ATERRAGEM.............................................................................................................................................................. 68

Descrio geral dos adesivos .......................................................................................................................................................... 69

Tipos de adesivos estruturais e propriedades ................................................................................................................................. 71

Vantagens e desvantagens associadas s juntas adesivas ............................................................................................................ 73

PROJECTO DE FIXAO DO TREM DE ATERRAGEM: .......................................................................................................................................... 76

4 MOLDE DA CAIXA DE TRANSPORTE DE PESOS .......................................................................................................................... 77

O Controlo Numrico (NC) .............................................................................................................................................................. 77

Movimentao ............................................................................................................................................................................... 78

O Controlo Numrico Computorizado (CNC) .................................................................................................................................. 78

Esquemtico de um Sistema CNC ................................................................................................................................................... 79

Caractersticas de um sistema CNC ................................................................................................................................................ 79

Vantagens e desvantagens de um equipamento CNS .................................................................................................................... 80

Componentes usuais de uma Mquina CNC ................................................................................................................................... 81

Eixos do equipamento CNC ............................................................................................................................................................. 81

Mquinas de CNC mais comuns ..................................................................................................................................................... 83


4

Sensores de velocidade ................................................................................................................................................................

Programas em CNC ......................................................................................................................................................................... 86

Projecto de maquinao do molde da caixa de transporte dos pesos ........................................................................................... 88

5- FURAO DA FUSELAGEM COLD WORK...................................................................................................................................... 88

QUANDO EFECTUAMOS UMA FURAO IREMOS FRAGILIZAR O MATERIAL POR SE REDUZIR A QUANTIDADE DE REA RESISTENTE A UMA FORA ACTUANTE, MAS OS FUROS SO UMA MAL NECESSRIO POIS NESSES FUROS SERO INSTALADOS OS FIXADORES QUE FAZEM A FIXAO DA ESTRUTURA, OS FUROS ALEM DE SEREM OS PONTOS MAIS FRGEIS DE UMA ESTRUTURA, OS FUROS SO CONSIDERADOS PONTOS CRTICOS POR DUAS RAZOES PRINCIPAIS QUE SO: ................................................................................. 88

Concentrao de Tenses ............................................................................................................................................................... 88

Defeitos Superficiais ....................................................................................................................................................................... 88

DISTRIBUIES DE TENSES EM VOLTA DE UM FURO ...................................................................................................................................... 89

Onde e quando se utiliza o Cold Work ............................................................................................................................................ 89

Grfico do esforo mximo / Ciclos por falha consoante o tipo de furo ..................................................................................... 90

Furo com Cold Work ...................................................................................................................................................................... 90

REGULAMENTO DO AIR CARGO 2009 ............................................................................................................................................. 91

CONCLUSO ................................................................................................................................................................................. 124

BIBLIOGRAFIA........................................................................................................................................................................................ 125

COMENTRIOS E AVALIAO ....................................................................................................................................................... 126


5

Introduo:

Este trabalho consiste em criar uma aeronave para o concurso Air Cargo Challenge 2009 a realizar na Covilh dimensionando as principais caractersticas aerodinmicas, e estimar os respectivos parmetros de voo da aeronave tendo sempre em conta as limitaes impostas pelo regulamento, tambm iremos utilizar o programa Catia V5 R19 para efectuar todos os desenhos e montagens e Molde do Air Cargo, bem como BOM (Bill of Material) e a analise dos Elementos Finitos tambm iremos abordar alguns processos de implantao de novas tecnologias aplicados ao fabrico de Aeronaves.

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Notao e Abreviaturas

We Peso em vazio da Aeronave

Wo Peso Mximo da Aeronave

CHT Coeficiente de volume do estabilizador Horizontal

SHT Are do estabilizador Horizontal

Cw Corda mdia da Asa

Sw rea da Asa

Lht Distancia entre centro aerodinmico da asa e o centro aerodinmico de estabilizador Horizontal

Lvt Distancia entre centro aerodinmico da asa e o centro aerodinmico de estabilizador Vertical

Cvt Coeficiente de volume do estabilizador vertical

Svt rea do estabilizador vertical

Bw Envergadura da asa

Acw Centro Aerodinmico da Asa

AcHs Centro Aerodinmico do Estabilizador Horizontal

Ac Ar/c Centro Aerodinmico da Aeronave

Ac Vs Centro Aerodinmico do estabilizador Vertical

CG Centro de Gravidade

Hp Potencia em Horse Power

Vmax Velocidade Maxima

V stall Velocidade de Perda

Vcruz Velocidade de Cruzeiro

V1motor Velocidade Maxima da Aeronave a operar com um motor

S Area

A flaps Area de Flaps

A rudder Area do rudder

A elevator rea do elevator

A ailerons Area dos Ailerons


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Caractersticas do Motor


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Hlice

Esta hlice fabricada totalmente em carbono e foi escolhida por ns por ser muito leve e aerodinamicamente muito eficiente foi desenvolvida especialmente para motores AXI 5330/F3A e para os modelos padro. 2820/xx Esta configurao foi testada e permite alcanar o peso total do plano longitudinal na faixa inferior a 4500g. Melhorando a eficincia e tendo alcanado maior desempenho do que a hlice AXI 10 "x 5" F3A Carbono e AXI 5330/F3A


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Controlador de velocidade


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Suporte de ligao do Motor/Fuselagem


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Peso: Tabela N1

Peso Distribuio do peso em %

Motor 1 x 0,155 Kg 0,3417 lb 6,2 % Actuadores 5 x 0,100 Kg 0.2204 lb 4 % Controlador de Velocidade 0,045 Kg 0.0992 lb 1,8 % Fuselagem 1,000 Kg 2.2046 lb 40 % Bateria 0,200 Kg 0.4409 lb 8 % Carga 1,000 Kg 2.2046 lb 40 % Peso em vazio 1,500 Kg 3.3069 lb 60 % Peso mximo descolagem = (Wo) 2,500 Kg 5,5112 lb 100 %

Podemos calcular o rcio entre o Peso em vazio (We) e o peso mximo a descolagem (Wo). Como podemos visualizar a

vermelho no grfico n1 direita o nosso rcio We/Wo encontra-se dentro dos limites padro pois este rcio varia entre 0.45 e 0.62 para uma aeronave do gnero (General

Aviation Single)


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Fuselagem:

Iremos achar o comprimento da Fuselagem atravs da

frmula:

Motor:

Fabricante Modelo cilindrada Alimentao Potncia/motor

(W) N

motores Potencia Total (Hp)

AXI 2820/10 0 Elctrico 300.9 W 1 0.404 (Hp)

Tabela N2

Para ver se os nossos motores esto dentro dos valores padro iremos efectuar o rcio Hp/Wo isto a relao Horse

Power por lb e ver se est perto do valor 0.07 indicado da tabela em baixo direita.


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Asas

Tabela N3

Como podemos visualizar nas duas tabelas esquerda os

nossos valores esto dentro dos parmetros pois temos um

aspecto de rcio de 7.628 e na tabela o aspecto de rcio para

um general aviation- single engine de 7.6 e o dihedral de

1 grau e na tabela podemos ver que para uma aeronave civil

de asa alta este valor varia entre 0 e 2 graus.

Asa

corda Raiz 0.237 m 0.778 ft

Corda ponta 0.237 m 0.778 ft

Emvergadura da Asa 1.81 m 5.94 ft

Dihedral

1

Area da Asa 0.430 m^2 4.628 ft^2

Max Wing loading = Wo/S 5.813 Kg/m^2 1.190 Lbm/ft^2

AR=B^2/S 7,628

Tipo de Asa Naca 2412 (popular)


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Estabilizador Horizontal

Para calcular a rea do estabilizador horizontal irei

utilizar a seguinte formula

Como quero que CHT seja igual a

0,70 para estar dentro os valores da tabela do Tail volume

coeficiente e os restantes valores j so

conhecidos como Lht= 2.5 ft , Sw=4.628 ft^2,

Cw=0.778 ft irei efectuar alguns clculos para concluir

quanto ft^2 tem que ter o estabilizador horizontal


15

Estabilizador Vertical

Para calcular a rea do estabilizador Vertical irei

utilizar a seguinte formula

Como quero que CVt seja igual a 0,04 para estar

dentro os valores da tabela do Tail volume coeficiente e os

restantes valores j so conhecidos como LVt= 2.5 ft ,

Sw=4.268 , bw= 5.94 ft irei efectuar alguns clculos para

concluir quanto ft^2 tem que ter o estabilizador

Vertical


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Velocidades:

Velocidade Mxima

Irei calcular a velocidade mxima partindo da seguinte frmula:

Velocidade de Perda

Velocidade de perda Com Flaps a 45

Irei calcular a velocidade de perda atravs da seguinte frmula

Sendo o Clmax obtido atravs da simulao

esquerda com flaps do tipo Split Flap a 45

Simulao N1


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Velocidade de Descolagem

Para a velocidade de descolagem podemos considerar o valor imediatamente a seguir velocidade de perda pois se a

aeronave na descolagem se atingir a velocidade de perda no descola pois nesse ponto as foras de lift e o peso esto

em equilbrio mas basta subir um pouco a velocidade para influenciar o sistema de foras e temos que as foras de lift

so superiores ao peso e a aeronave descola por isso podemos afirmar que se a velocidade de perda de 24.739 km/h

ento a Velocidade de Descolagem de 25 Km/h

Flaps

Area


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Elevator

Area

Rudder

Area


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Centro Aerodinmico e Centro de Gravidade

Esquematicamente

Centro Aerodinmico

Clculos

Irei calcular matematicamente o centro Aerodinmico da aeronave ACa/c vou utilizar alguns valores conhecidos j

calculados e esses valores so: a+b=1200 mm Sw=522,5 mm e Shst=50 mm


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Centro deGravidade

Margem mnima do centro de gravidade

Margem Mxima do Centro de Gravidade

Centro de gravidade


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Trem de Aterragem

O trem de aterragem escolhido para aeronave ser do tipo Taildragger.


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Desenhos

Peas do V-Tai


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Rib N1


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Rib N2


25

Spar do V-Tail


26

Supreficie Mvel


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Loft do V-tail


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Montagem do V-Tail


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Fuselagem


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Asa

Rib N1


31

Rib Central da Asa


32

RiB da ponta da asa


33

Spar da Asa


34

Loft da Asa


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Montagem da Asa


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Compartimento de Carga

Cargo Bay


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Tampa do Cargo Box


38

Trem de Aterragem

Trem Principal


39

Trem traseiro

Roda


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Montagem do Trem Traseiro + Roda


41

Montagem do Trem Principal + Cargo Bay


42

Montagem Final do Air Cargo


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Molde

Este molde feito de liga de alumnio 7005 e tem uma espessura de 10mm, foi elaborado a partir de um bloco de

alumnio macio atravs de maquinao CNC, o molde ir servir para a elaborao do cargo Bay que ser em compsito

nomeadamente em carbono.


45

Bill of Material ( Air Cargo ) Bill of Material: Montagem final Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Montagem do trem Principal Assembly Mtp A 1 Made 1 Montagem Asa Assembly Ma A 1 Made 1 Fuselagem Part Fuselagem A 1 Made 1 Montagem Trem Traseiro Assembly MTT A 1 Made 1 V-tail1 Assembly V-tail1 A 1 Made 1 V-tail2 Assembly V-tail2 A 1 Made

Bill of Material: Montagem do trem Principal Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Molde Cargo Bay Part Molde cargo Bay A 1 Made

1 Tampa Cargo Bay Part Tampa Cargo bay A 1 Made

1 Trem Part trem 1 A 1 Made 2 Rodas Part Rod1 A 1 Made

Bill of Material: Mantagem Asa Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Rib 2 (Aw1002) Part Aw1002 A 1 Made 3 Spar Part Sap A 1 Made 1 Rib 4 (Aw1004) Part Aw1004 A 1 Made 1 Rib 3 (Aw1003) Part Aw1003 A 1 Made 6 Rib 1 (Aw1001) Part Aw1001 A 1 Made 1 Wing Loft Part Wl A 1 Made

Bill of Material: Montagem Trem Trazeiro Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Rodas Part Rod1 A 1 Made 1 Perna do Trem Trazeiro Part PTT 1 A 1 Made

Bill of Material: V-tail1 Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Suprefice movel(Hs2006) Part Hs2006 A 1 Made 1 Rib 2 (Hs2002) Part hs2002 A 1 Made 1 Rib 1 (Hs2001) Part Hs200 A 1 Made 1 Rib 4 (Hs2004) Part Hs2004 A 1 Made 3 spar (Hs2007) Part Hs2007 A 1 Made 1 V Tail Loft Part VTL A 1 Made


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Bill of Material: V-tail2 Quantity Part Number Type Nomenclature Revision Definition Comment Source

1 Suprefice movel(Hs2006) Part Hs2006 A 1 Made 1 Rib 2 (Hs2002) Part hs2002 A 1 Made 3 spar (Hs2007) Part Hs2007 A 1 Made 1 V Tail Loft Part VTL A 1 Made 1 Rib 3 (Hs2003) Part Hs2003 A 1 Made 1 Rib 5 (Hs2005) Part Hs2005 A 1 Made

Recapitulation of: Montagem final Different parts: 20 Total parts: 37

Quantity Part Number Type Definition Revision Source Comment Product Description

1 Molde Cargo Bay Part 1 A Made Molde de Alumnio para efectuar o cargo Bay

1 Tampa Cargo Bay Part 1 A Made Tampa do Cargo bay 1 Trem Part 1 A Made Perna do trem 3 Rodas Part 1 A Made Rodas 1 Rib 2 (Aw1002) Part 1 A Made Rib Central 3 Spar Part 1 A Made SPAR 1 Rib 4 (Aw1004) Part 1 A Made Rib da ponta da asa Direita 1 Rib 3 (Aw1003) Part 1 A Made rid da ponta da asa esquerda 6 Rib 1 (Aw1001) Part 1 A Made Rib intermdio 1 Wing Loft Part 1 A Made wing loft 1 Fuselagem Part 1 A Made Fuselagem

1 Perna do Trem Traseiro Part 1 A Made perna do trem traseira

2 Superfcie movel(Hs2006) Part 1 A Made Superfcie Mvel do V-tail

2 Rib 2 (Hs2002) Part 1 A Made Rib central do v tail 1 Rib 1 (Hs2001) Part 1 A Made Rib raiz ( esquerda ) 1 Rib 4 (Hs2004) Part 1 A Made Rib raiz ( Direita ) 6 spar (Hs2007) Part 1 A Made Spar do V-tail 2 V Tail Loft Part 1 A Made V-tail loft 1 Rib 3 (Hs2003) Part 1 A Made Rib raiz ( esquerda ) 1 Rib 5 (Hs2005) Part 1 A Made Rib raiz (Direita)


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Relatrio de Calculo de Elementos Finitos (SPAR)


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Novas Tecnologias Aplicadas Aeronutica

n Componente do avio Processo tecnolgico utilizado

1 Fuselagem Materiais compsitos

2 Caixa de transporte de pesos Materiais compsitos

3 Trem de aterragem Colagem estrutural

4 Molde da caixa de transporte de pesos Maquinao por CNC

5 Furao na Fuselagem de Alumnio Cold Work

1 Fuselagem

No projecto da fuselagem do Air-Cargo utilizou-se materiais compsitos. A finalidade da utilizao do material compsito para a construo da fuselagem foi inessencialmente usada devido aos seguintes pontos:

Reduo de peso face a uma elevada resistncia; Resistncia corroso; Construo de formas complexas; Melhor acabamento superficial


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Fazendo uma sucinta explanao da constituio dos material compsitos podemos dizer que os materiais compsitos so compostos de dois ou mais materiais, a matriz e o reforo (s), que:

No sejam imiscveis; Compatveis quimicamente; Propriedades mecnicas complementares; Propriedades finais do compsito (mais ou menos linear) das propriedades dos

constituintes.

Podemos verificar a evoluo da utilizao de compsitos na indstria aeronutica pelos seguintes grficos em baixo:


61

A estrutura de um material compsito pode ser verificada no seguinte grfico:

A produo de fibras de carbono exemplificada na seguinte figura:


62

Nas figuras em baixo poderemos visualizar as fibras de vidro e fibras de carbono:

As propriedades mecnicas das fibras so descritas nos grficos seguintes:


63

Nas figuras seguintes podemos visualizar alguns arranjos tpicos de fibras em cada camada de compsito:

a) Fibras unidireccionais continuas

b) Fibras descontinuas orientadas de

modo aleatrio

c) Fibras unidireccionais tecidas

ortogonalmente


64

Podemos verificar os tipos de tecidos existentes nas figuras seguintes:

Propriedades mecnicas consoante o tipo de resina utilizado:


65

Os mtodos de produo de laminados so descritos na figura seguinte:

Hand and Spray lay-up

Vacuum bagging (saco de vacum)


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Enrolamento filamentar

Pultruso

Pr-impregnados


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Fibras pr-impregnadas de resina - armazenamento a -18C (Max 6 meses), devido presena de resina+catalizador

- dificuldade de manuseamento;

- ideal para produtos planos, sem formas curvas.

Ausncia de fibras na direco Z Equipamentos pesados de produo (autoclaves, prensas) Custos elevados.

Projecto da fuselagem do Air-Cargo:

No nosso projecto para a construo da fuselagem utilizamos material compsito pr-impregnado. O material usado foi fibra de carbono pr-impreganado com resina epoxy. Para realizar a forma final da fuselagem foi usado um gabari cilindro tubo de PVC onde foram colocadas 4 camadas de fibra de carbono pr-impregnado com orientaes intercaladas de 0 e 90.

A cura do material foi realizada utilizado saco de vacum e autoclave.


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2 Caixa de transportes de pesos do Air-Cargo

No fabrico da caixa de pesos do Air-Cargo utilizou-se materiais compsitos pr-impregnados na sua construo. Mas ao invs do processo usado na fuselagem, o processo de fabrico utilizado para a construo da caixa de pesos foi usado uma prensa com pratos aquecidos para fazer a cura e formao do material.

3 Trem de aterragem

Na fixao do trem de aterragem caixa de pesos do Air-Cargo foi utilizada a tecnologia de colagem estrutural ao invs do processo tradicional de rebitagem.

Seguidamente irem explanar os princpios e conceitos deste processo de fabrico, ou seja:

Quando se pretende efectuar a ligao permanente de mais do que um componente, de entre as diferentes tcnicas possveis soldadura, brasagem, rebitagem, aparafusagem, colagem aquela que maior interesse e evoluo em despertado nos ltimos anos tem sido a colagem estrutural de componentes. O aumento da aplicao desta tcnica de ligao, deve-se relativa facilidade de realizarem juntas de ligao simples, resistentes e econmicas usando adesivos.

Como definio de adesivo podemos dizer que um adesivo pode ser definido como um material polimrico, ou seja, uma longa cadeia de tomos ligados covalentemente entre si, que quando aplicado em superfcies pode lig-las e resistir sua separao.


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Um adesivo estrutural por sua vez resiste a foras substanciais e responsvel pela rigidez da estrutura. O substrato o material a ser ligado, podendo ser designado como aderente depois da ligao.

A adeso um conceito que deve ser bem esclarecido neste contexto, e distinguido do termo coeso. Enquanto que adeso a atraco entre duas substncias resultante das foras intermoleculares que se estabelecem entre elas, coeso envolve apenas as foras intermoleculares de uma substncia.

Uma junta o conjunto formado pelos aderentes ou substratos, o adesivo, os primrios, caso estes existam, e as superfcies. Primrio a substncia que se utiliza por aplicao directa nas superfcies dos substratos para melhorar a adeso ou proteger a sua superfcie at aplicao do adesivo.

A regio entre o adesivo e o substrato definida como superfcie de ligao.

Descrio geral dos adesivos

Os adesivos podem ser sintticos ou naturais. Os sintticos so fabricados a partir de materiais fabricados pelo homem, enquanto que os adesivos naturais so fabricados a partir de produtos naturais provenientes da agricultura ou dos animais. Dado que a classificao dos adesivos como naturais ou sintticos muito vaga, a classificao feita de acordo com a sua funo, composio qumica, modo de aplicao, forma fsica, custo e aplicao.

A classificao funcional distingue os adesivos como sendo estruturais ou no estruturais. Os adesivos estruturais apresentam elevada resistncia ao corte e so capazes de resistir a cargas elevadas sem grande deformao. Os adesivos no estruturais limitam-se a manter em posio materiais leves, amortecer vibraes, a vedar ou isolar, pois apresentam baixa resistncia ao corte, temperatura e agentes qumicos.

Segundo a sua composio qumica os adesivos distinguem-se em, termoendurecveis, termoplsticos, elastmeros e hbridos (misturas destes).


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Os adesivos termoendurecveis so polmeros largamente reticulados que possuem uma grande rigidez aps a sua polimerizao e quando sujeitos a aplicao de calor excessivo degradam-se devido oxidao ou quebras nas cadeias moleculares.

Os termoplsticos so polmeros lineares ou ramificados que podem ser fundidos pela adio de calor, podendo ser moldados e remoldados usando tcnicas convencionais. Apesar de alguns termoplsticos apresentarem boa resistncia ao corte a temperaturas moderadas, esses materiais no so reticulados e tendem a fluir sob carga a baixas temperaturas. Estes so menos resistentes que os termoendurecveis a agentes qumicos.

Os elastmeros podem ser extendidos sob a aco de foras elevadas que recuperam as dimenses iniciais quando a fora retirada, pois tm uma grande tenacidade e capacidade de deformao graas sua estrutura macromolecular levemente reticulada que permite o deslizamento das molculas umas em relao s outras. Os adesivos elastomricos podem ser termoendurecveis ou termoplsticos. Os do tipo termoendurecvel podem ser utilizados em algumas aplicaes estruturais. Devido ao facto dos adesivos elastomricos serem materiais muito viscoelsticos, so caracterizados por terem um alto grau de deformao, baixo mdulo de elasticidade e elevada tenacidade. Assim estes adesivos apresentam uma boa resistncia a foras de arrancamento e uma boa flexibilidade que permite ligar substratos com coeficientes de expanso trmica diferentes.

Os adesivos hbridos so feitos combinando as propriedades mais teis dos trs adesivos expostos anteriormente gerando adesivos mais resistentes.

Resinas rgidas e frgeis para elevadas temperaturas so combinadas com um elastmero ou termoplstico flexvel e tenaz para melhorar a resistncia ao arrancamento e a capacidade de absorver energia.

Outra forma de classificao atravs do modo como endurecem ou solidificam que pode ser por reaco qumica, por perda do solvente, por perda de gua ou por arrefecimento a partir do estado fundido.

Relativamente sua forma fsica os adesivos apresentam-se sob vrias formas como, pastas, lquidos, ps, fita, filme e barra. Entre a pasta e lquido a principal diferena a viscosidade. Relativamente s formas slidas como, ps, filme, fita e barra a principal vantagem serem adesivos de apenas um componente no requerendo dosagem e mistura.


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Os mtodos de aplicao mais usados em adesivos lquidos so o spray, a escova ou esptula. As pastas so consideradas como de extruso, aplicadas com pistolas de mstique ou seringas.

Tipos de adesivos estruturais e propriedades

Os adesivos estruturais so usados quando necessrio uma elevada resistncia. So geralmente termoendurecveis que necessitam de reticulao qumica com a adio de um endurecedor ou fornecimento de calor. De seguida so descritas as principais famlias de adesivos estruturais:


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Temos ainda, os poliuretanos, os anaerbicos, os cianoacrilatos, acrlicos modificados e os polisteres.

Os adesivos epxidos consistem numa resina epxida adicionada a um endurecedor. Permitem uma grande versatilidade na sua formulao dado que existem diversos tipos de resinas e endurecedores que podem ser combinados de acordo com as necessidades. Formam adeses extremamente resistentes e de elevada durabilidade com uma boa percentagem de ocupao de vazios. Podem ser apresentados na forma de filme.

Os adesivos fenlicos foram os primeiros adesivos usados para metais, contando com uma longa histria de sucesso dadas as caractersticas de elevada resistncia em ligaes metal-metal e metal-madeira. Requerem presso e temperaturas relativamente elevadas para o processo de cura.

Os adesivos poliaromticos de alta temperatura so conhecidos pela sua excepcional resistncia trmica. Um dos principais problemas apresentados por estes adesivos alm do custo, a dificuldade de processamento que apresentam e o aparecimento de vazios e bolhas devidos gua ou solvente libertados durante a condensao. Durante o processo de cura so necessrias temperaturas entre os 290-340C e elevadas presses.

Os poliuretanos por sua vez podem curar temperatura ambiente ou a altas temperaturas, so flexveis e apresentam uma relativamente alta resistncia ao corte e ao arrancamento. Tm melhor resistncia a temperaturas baixas do que os outros adesivos, mas a resistncia a altas temperaturas m. A humidade um grande inimigo destes adesivos pois promove a sua degradao quer no estado curado, quer no estado no curado. A boa aderncia destes adesivos uma caracterstica consequente da sua boa molhabilidade e flexibilidade.

Os adesivos anaerbicos so curados, como o prprio nome indica, quando o ar excludo da resina. Estes adesivos so muito caros, mas em contrapartida a quantidade de adesivo requerida pequena. Tm uma boa resistncia humidade e solventes e a cura pode ser feita temperatura ambiente.

Os acrlicos modificados possuem cura rpida, alta dureza e resistncia ao corte, ao impacto, arrancamento e humidade. So fornecidos em duas partes (resina e catalisador) e so misturados antes de aplicados. Toleram preparaes mnimas das superfcies e podem ser aplicados a uma alargada gama de materiais com boas capacidades de preenchimento de vazios.


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Os polisteres so relativamente baratos, e so divididos em saturados (termoplsticos) e no saturados (termoendurecveis). Os polisteres saturados tm uma elevada resistncia ao arrancamento e dada a sua transparncia tambm so usados em material ptico. Os polisteres no saturados exibem mais contraco durante a cura e uma resistncia corroso mais fraca do que os epxidos. Podem ser muito flexveis ou muito rgidos.

Vantagens e desvantagens associadas s juntas adesivas

Ainda que a utilizao dos adesivos apresente enormes vantagens face s ligaes tradicionais, preciso ter conscincia das limitaes que lhes esto associadas.

As vantagens que podem estar associadas ao uso das juntas adesivas so:

- Melhor distribuio de tenses: as tenses so distribudas de forma mais uniforme ao longo da rea ligada o que permite uma maior rigidez e transmisso de carga;

- Ligao de chapas finas eficientemente pode constituir uma aplicao importante dos adesivos para ligar materiais metlicos;

- Capacidade de unir materiais com composies diferentes: os adesivos permitem ligar diferentes materiais. Estes podem diferir em composio, mdulo, coeficiente de expanso ou espessura pois a flexibilidade do adesivo compensa a diferena;

- Reduo de vibraes: as juntas adesivas possuem boas propriedades de absoro de rudo ou vibraes, o que pode ser de grande utilidade em aplicaes destinadas a este fim e melhora a resistncia fadiga dos componentes ligados;


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- Boa resistncia corroso: o formato de continuidade das juntas adesivas forma uma selagem prova de agentes corrosivos;

- Boa capacidade de vedao: as juntas adesivas possuem boas propriedades de vedao o que pode ser muito til em determinadas aplicaes;

- Possibilidade de concretizar formas complexas: estruturas de compsitos em sandwich so exemplos tpicos;

- Boa aparncia superficial, com contornos regulares: as juntas adesivas do um aspecto mais liso e regular aos componentes, melhorando a qualidade do seu acabamento. No existe o problema das salincias e outras interferncias resultantes da utilizao de parafusos e rebites, nem as marcas deixadas pela soldadura;

- Boas tcnicas de controlo de qualidade: evoluo em tcnicas no destrutivas;

- Economicamente mais favorvel: o processo de colagem pode ser automatizado, os procedimentos de montagem podem ser significativamente simplificados com a substituio de vrios dispositivos de fixao mecnica por uma simples junta adesiva permitindo a montagem de vrios componentes numa s operao;

As desvantagens que podem trazer as juntas adesivas por sua vez so:

- Foras de arrancamento e clivagem: necessrio um projecto de ligao que elimine ao mximo estas foras. Quando um dos materiais no rgido, a ligao pode estar sujeita a foras de arrancamento, e quando os dois materiais so rgidos a ligao pode ficar sujeita a foras de clivagem;


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- Tenses localizadas: importante usar geometrias que evitem tenses localizadas e que garantam uma distribuio uniforme de tenses. importante que as tenses estejam perpendiculares ao adesivo para se evitarem as foras de arrancamento e clivagem. Se se conceber uma ligao com tenses paralelas ligao teremos um adesivo sujeito a tenses de corte, o que prefervel;

- Manuteno: as juntas adesivas no so geralmente simples de desmantelar para realizao de servios de manuteno;

- Fraca resistncia ao fogo e temperatura: os adesivos pertencem classe dos materiais polimricos. Tm obviamente as limitaes inerentes aos elementos desta classe. Com o aumento da temperatura, a resistncia da junta adesiva diminui e as propriedades mecnicas do adesivo degradam-se. Esta transio ocorre tipicamente numa gama de temperaturas entre 70 220C. A temperatura de transio depende obviamente do adesivo;

- Problemas de toxicidade e inflamabilidade: as juntas adesivas podem ser inflamveis e apresentar nveis de toxicidade significativos;

- Susceptveis degradao ambiental e apresentam incerteza relativamente sua durabilidade a longo prazo em condies de servio severas;

- Apresentam limitada resistncia a condies extremas, tais como o calor e a humidade devido natureza polimrica do adesivo;


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- Necessidade de ferramentas de fixao: a ligao no normalmente realizada instantaneamente o que leva utilizao de ferramentas de fixao para manter as peas em posio o que traz encargos econmicos;

- Cuidado a ter com a preparao das superfcies: para obter bons resultados determinante uma boa preparao das superfcies;

- Controlo do processo: para garantir bons resultados necessrio um controlo apertado do processo de fabricao das juntas. Uma junta mal realizada quase sempre impossvel de corrigir;

- A cura dos adesivos: na maior parte dos adesivos a fora de ligao mxima no produzida instantaneamente como acontece com as ligaes mecnicas. A qualidade da ligao pode ser comprometida se no processo de colagem, as superfcies a colar no forem totalmente preenchidas pelo adesivo.

Projecto de fixao do trem de aterragem:

No nosso projecto iremos usar para a fixao do tre de aterragem caixa de pesos do avio um adesivo fenlico, devido ser de fcil aplicao e de ter uma boa prestao na colagem de componentes deferentes, como o nosso caso, ou seja, colagem de alumnio e carbono.


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4 Molde da caixa de transporte de pesos

No processo de maquinao do molde da caixa de transporte de pesos do Air-Cargo, foi utilizada a tecnologia de maquinao por CNC (controlo numrico por computador). Seguidamente iremos dar uma perspectiva terica do sobre este tipo de tecnologia.

O Controlo Numrico (NC)

O Controlo Numrico (NC) uma forma de automao onde o equipamento controlado atravs de um programa baseado em letras, nmeros e outros smbolos.

Assim sendo, o equipamento adquire uma certa independncia do operador, no dependendo portanto da habilidade e/ou destreza manual do operador.

O Controlo Numrico pode ser utilizado em:

- Aplicaes que utilizam mquinas ferramentas, onde est envolvida a remoo de materiais;

- Aplicaes que no utilizam mquinas ferramentas.

(linhas de montagem, manipulao de materiais, inspeco e medida).

Componentes de um sistema NC:

1) Programa de Instrues;

2) Unidade de Controlo;

3) Equipamento de Processamento (Mquina).


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Movimentao

Existem trs tipos de instrues bsicas:

- Ponto a ponto: um movimento de posicionamento, normalmente executado a alta velocidade;

- Corte a direito: movimentao em linha recta entre pontos com ferramenta em corte, sendo efectuado a uma velocidade consoante o tipo de corte, ferramenta e acabamento desejado;

- Corte em contorno movimento em corte segundo um contorno pr-determinado.

O Controlo Numrico Computorizado (CNC)

O controlo numrico computorizado um sistema NC que utiliza o microcomputador como unidade de controlo de uma mquina ferramenta.

O corao de um sistema CNC um computador, que se encarrega de realizar todos os clculos necessrios e as operaes lgicas.

Atendendo que o sistema CNC a ponte entre o operador e a mquina ferramenta, so necessrias as respectivas interfaces.


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Esquemtico de um Sistema CNC

Caractersticas de um sistema CNC

a. Possibilidade de armazenar em memria mais do que um programa NC; b. Permitem a edio, modificao e teste de programas NC junto mquina de

ferramentas; c. Permite a utilizao de ciclos e subrotinas; d. Facilidades no setup de posicionamento e alinhamento; e. As mquinas CNC podem efectuar diagnsticos on-line, permitindo a deteco

de avarias, ou de sinais de uma avaria iminente; f. Interface de comunicaes normalizado.


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Vantagens e desvantagens de um equipamento CNS

Vantagens:

- Aumenta o volume de produo, reduzindo os custos da mesma;

- Aumenta a preciso de peas produzidas;

- Permite uma reduo do tempo de produo de uma pea, e logo uma consequente reduo do tempo de entrega da mesma;

- Diminui o tempo de desenho e redesenho de uma pea, at produo;

- Menor tempo de Maquinao.

Desvantagens:

- Investimento inicial elevado (30.000 a 1.500.000 euros);

- Manuteno exigente e especializada;

- No elimina completamente os erros humanos;

- Necessita operadores mais especializados;

- No tem vantagens to evidentes para sries pequenas e muito pequenas;

- Algumas podem ser consideravelmente grandes.


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Componentes usuais de uma Mquina CNC

1) Eixos de deslocamento; 2) Transmisses; 3) Dispositivos de medida de posio e de deslocamento; 4) Ferramenta principal ou cabea; 5) Sistemas de aperto de peas; 6) Sistemas de mudana de ferramentas (torreta); 7) Eixos complementares de rotao e de deslocamento.

Eixos do equipamento CNC

As CNCs possuem um certo nmero de eixos principais, normalmente dois ou trs. Por norma so os eixos X,Y e Z. O tipo de eixos e sua designao so normalizados para cada tipo de mquina.

Para alm dos eixos principais, algumas CNCs possuem tambm eixos complementares. Dispem de mesas giratrias e/ou cabea orientvel.

Os eixos sobre os quais giram essas mesas e cabea, so controlados de forma independente e so designados por eixos complementares de rotao.


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Exemplo de Eixos Complementares

Exemplo de uma mesa giratria e cabea basculante.

Exemplo de um centro de maquinagem com 6 eixos.


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Mquinas de CNC mais comuns

- Torno (lathe)

A pea segura e rodada enquanto uma ferramenta cortante se move para produzir a forma desejada. Constituda por dois eixos.

- Fresadora (Mill)

A pea fixa numa mesa (poder ter dois ou trs eixos) e trabalhada por uma ferramenta rotativa. a mquina de ferramentas mais verstil pois pode produzir formas de contorno plano, formas com superfcies tridimensionais e formas cilndricas.


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Sistemas de Medida

So normalmente utilizados dispositivos (sensores) que permitem determinar a velocidade e a posio.

A preciso do sistema de medida influencia directamente a preciso da mquina.

Sensores de posio

Os mais utilizados so os codificadores pticos (encoders).

- Lineares: Montados numa mesa segundo os eixos.


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- Rotativos: Montados no motor ou sobre o fuso de cada eixo.

Sensores de velocidade

- Encoders: Onde a frequncia de impulsos proporcional frequncia angular.


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- Tacmetro de Corrente Contnua: um gerador de corrente continua onde a tenso de sada proporcional velocidade angular.

Programas em CNC

- Exemplo:


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Programa com o contorno

em coordenadas absolutas:

%

:22

N10 S1800

N20 G90 G17

N30 G00 Z10.

N40 X-9. Y-15.

N50 G01 Z-5. F600 M03

N60 X0. Y0.

N70 X30.

N80 X90. Y10.

N90 Y40.

N100 G02 X60. Y70. I0. J30.

N110 G01 X25.

N120 G03 X0. Y45. I0. J-25.

:Endereo para o nmero do programa;

N10 - Define a velocidade de rotao da rvore;

N20 - Coord. em abs. e o plano XY para interpolao;

N30 - Movimento rpido para Z=10;

N40 - Movimento rpido para X=-9 e Y=-15;

N50 - Mov. de interpolao linear para Z=-5 velocidade

de 600mm/mine liga a rvore no sentido retrgrado;

N60...N90 - Mov. interp. linear (quando no h

alterao da coordenada no necessrio

design-la);

N100 - Mov. de interp. circular no sentido

retrgrado;

N110 - Mov. de interpolao linear;

N120 - Mov. de interp. circular no sentido directo;

N130e N140 - Mov. de interpolao linear;

N150 - Mov. rpido para Z=10 e paragem da rvore;

N160 - Fim do programa.


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Projecto de maquinao do molde da caixa de transporte dos pesos:

No processo de maquinao do molde da caixa de transporte de pesos do Air-Cargo, foi utilizada fresadora de 5 eixos de tecnologia CNC.

A programao do equipamento (programa de maquinao do molde) foi realizada recorrendo a programa CAD-CAM (Catia & MASTER CAM).

5- Furao da Fuselagem Cold Work

Quando efectuamos uma furao iremos fragilizar o material por se reduzir a quantidade de rea resistente a uma fora actuante, mas os furos so uma mal necessrio pois nesses furos sero instalados os fixadores que fazem a fixao da estrutura, os furos alem de serem os pontos mais frgeis de uma estrutura, os furos so considerados pontos crticos por duas razoes principais que so:

Concentrao de Tenses: Alem das tenses residuais resultantes da sua maquinagem, os furos concentram as tenses de carregamento de uma estrutura.

Defeitos Superficiais: Tambm provenientes da maquinagem de um furo, algumas imprefeies no acabamento, tais como micro-fendas e rugosidades, soa igualmente pontos concentradores de tenses. Alem disso a existncia de micro fendas num ponto sujeito a carregamento cclico pode, seguramente acelerar o processo de ruptura por fadiga


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Distribuies de Tenses em volta de um Furo

Onde e quando se utiliza o Cold Work

Cold Work na fase inicial do projecto de uma aeronave:

Vida mais longa Vs Baixo Peso

Desempenho / Alcance Melhorado

Segurana

Em Operaes de reparao

Extenso de Vida em Servio

Maior reparabilidade em estruturas ou nos danos crticos


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Grfico do esforo mximo / Ciclos por falha consoante o tipo de furo

Furo com Cold Work


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Regulamento do Air Cargo 2009


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Introduction The competition Air Cargo Challenge was created by APAE (Portuguese Association of

Aeronautics and Space) in 2003, inspired in the North American DBF (designbuildfly) aircraft university competitions. Since then, the competition was held every two years and, from 2007, the challenge gained European projection. The 2009 edition is organized by Aeroubi Euroavia Covilh Ncleo de Engenharia Aeronutica da Universidade da Beira Interior (Association of Aeronautical Engineering of University of Beira Interior). It is a competition aimed at university students doing Engineering and Science courses or Engineers and was created to stimulate the interest in the fields of aeronautics and as a means to test their skills.

Aeroubi Euroavia Covilh is managed exclusively by students and works as a nonpolitical and nonprofit association that promotes and spreads Aeronautical Engineering. The Air Cargo Challenge offers higher education students the unique opportunity to develop a multidisciplinary and challenging project from its beginning to the end, to test their knowledge and, at the same time, it involves a wide range of challenges that students will find in their future professional career: technical, interpersonal, financial and strict deadlines.

To participate in the Air Cargo Challenge Competition, the team should design, document, build and fly a radio controlled aircraft with the maximum payload possible. The aircraft must takeoff in 60 meters, fly over a field at least once and land safely in the place previously defined by the Organizing Committee. The aircraft must comply with the competitions regulations which include design restrictions such as motorpower limit.

I. Competition Purpose 1.1 Aim

The Air Cargo Challenge Competition for undergraduate and graduate students aims at increasing the participants engineering skills trough the accomplishment of designing, building and flying an optimized radio controlled aircraft.

The team will do its best to guarantee the fulfilment of the main objectives of this competition:


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To develop a dynamic and creative spirit between the academic and scientific communities;

To encourage cultural exchange between European universities; To promote social interaction between people who shares the same

interests; To stimulate interest in the field of aeronautics;

To develop team spirit and mutual help; To bring together professors and students with the same aim; To share knowledge and techniques between university students and

modellers; To develop and experiment new ideas; To provide handson experience for professors and students who in

their academic life have had few opportunities to experiment with their theoretical knowledge;

To give an opportunity to represent institutions and transmit, in an ethical and professional way, their good image.

1.2 Teams objectives The team should design and build a radio controlled aircraft of limited

size and power that takesoff in 60 m with the maximum payload possible and flies over the field to return safely to the runway.

The competition is divided in two parts: Design and Flight: In the design part the team will produce a design report, for the

competition jury evaluation, where the chosen aircrafts concept is reasonably justified as the best for the task.

The flight competition determines the maximum payload that each plane can really carry in a completely regular flight. The flight competition will consist of three scored runs.

II. Participation All Engineering/Science students and Engineers can participate to

represent their European higher education institution as long as the team has the following characteristics:

A pilot: Pilots are not required to be students nor be a member from the

university but must be accredited model aircraft pilot. Valid documental proof must be presented at the flying field prior to flying the teams aircraft.


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Three to six members: One of these takes the leaders responsibilities. Except for the pilot,

all other team members should be professors, students and/or engineers of the higher education institution that they are representing. Teams not representing higher education institutions or from universities outside Europe are accepted if the maximum number of teams is not reached by European universities teams.

2.1. Professor in charge

A professor in charge is required when the teams represent a university or other higher education school. A professor of the institution is responsible for the good presentation of the university team. He can be a team member. His favourable opinion by the time of the registration automatically declares the team as representative of the university. A second written declaration must be delivered before the flight competition, stating the team's work as valid to represent its institution. The professor in charge will always assure that someone who does not belong to the team will not interfere in the project more than as a source of knowledge and information. That is, maintaining the aim of Handsonthejob for the team members, anyone outside the team cannot be more than a member of mere consultation. The aircraft has to be built and designed only by students under the supervision of professors, or consultants without the participation of people outside the team. If the Organizing Committee proves that an irregular action is occurring and the rules of the competition are not being followed, the team can be automatically disqualified (immediately and irreversibly).

III. Applications The applications will begin on 3rd November and finish on the 12th

December 2008 and the application form is available during this period in the competition site: http://www.acc09.com.

The applications are limited to 35 teams. Each university can have a maximum of two teams. The organization will consider the applications by order of arrival and by their quality in the accomplishment of the competition aims.

The application will only be considered as valid after the organization receives the following items: Registration form correctly filled (by email); Photos of all members of the team including pilot (colour and by email);


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Copies of documents proving that all team members are eligible (ex: Student card, etc.); Professor in charge statement. All this information must be sent to [email protected]

Applications made after midnight, 12th December, will not be accepted. However, the Organizing Committee can eventually postpone the registration deadline or accept applications if the team limit of 35 teams is not achieved by that time.

The team will be contacted after 12th

December by email with the reference of registration accepted. A provisional list of the teams will be published in the official website.

Application will then become effective with the bank transfer of the teams application fee (see 3.1) and a copy of the transfer data sent to [email protected] between the 15

th and 21

st December 2008.

3.1. Application Fee

The teams participation is moderated by a fee that obeys the following conditions:

The Aeroubi EUROAVIA Covilh is a legal association and will make all efforts in order to provide the teams the greatest comfort and support possible. The number of supports acquainted by the Organizing


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Committee will have the same influence in terms of the help given to teams. Accommodation, meals and transportation during the stay in Covilh for the duration of the flight competition are provided in the full package application fee. Accommodation and transportation are not included in the basic package application fee. Each member including pilot must pay the application fee.


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Thus, it is up to the team to check what package is the most suitable and to respect the applications fee payment deadlines.

Participating in the Competition

Team members and other representatives of a registered university who are present onsite at the competition are considered to be participating in the competition from the time they arrive at the event site until they depart the site at the conclusion of the competition or earlier by withdrawing.

If you wish to stay longer, you should contact directly the hotel or inform us so that we can make a reservation at the hotel. The expenses of a longer stay are not included in the registration fee. Payment of the application fee must be made before deadlines of table 3.1 trough bank transfer. The IBAN and BIC/SWIFT will be in the Application Form.

The transfer data should be sent by email so that we can finish the registration. The application fee will not be returned in any case, unless the event does not take place.


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IV. Competition Program The program for the flight competition at Covilh is the following:

4.1. Registration of several aircraft from the same university

The universities may participate with a maximum of two aircraft under the following conditions:

Each aircraft registered should correspond to only one team. Each aircraft registered should be different in geometry. The aircraft registered should show clear design differences between

them. By different designs we mean designs that follow different philosophies in their definition.

Each person can only be registered in one team, except the pilot that can belong to both teams.

Each team can only participate with one aircraft.

V. Insurance and Accidents The organizing committee will have insurance. Any accidents will be

covered by this insurance and the organizing committee will, therefore, decline any responsibilities not covered by the same insurance. We advise all participants to travel with a health insurance and with a European card of medical assistance.


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5.1. Warnings, news and contacts

The organizing committee is available to all interested people.

The contact should be directed through email to [email protected].

All ads, warnings, news, deadlines changes, or any other subject related to the competition will be available in the competition official website www.acc09.com.

The competition regulation may be changed by the Organizing Committee in what matters to errors or omissions that are found in the existing regulation.

The organizing committee may, or may not, contact the teams leader by email about more or less urgent subjects. All teams are considered to be warned from the moment that all the information is available at the official website of the competition.

We remind that the organizing committee will lead all the teams since the very beginning and it is always available to advise the teams about any specific difficulty.

Note: Another aim of this site is to allow the exchange of opinions, advertise the teams, etc. It is an area that not only belongs to the organizing committee but also to the participants or merely interested people. Therefore we suggest that you visit the website regularly from the day of the teams application.

Contacts:

Website: www.acc09.com Email: [email protected]

Address: Aeroubi Euroavia Covilh Edifcio II das Engenharias Calada Fonte do Lameiro 6200001 Covilh PORTUGAL


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VI. Aircraft requirements 6.1 Aircrafts Configuration

The aircraft may be of any configuration except rotary wing or lighterthanair (for example, helicopters, autogiros, dirigibles, balloons are excluded). No form of externally assisted takeoff is allowed. All energy for takeoff must come from the onboard propulsion battery pack(s). The only means of aircraft propulsion is through the prescribed electric motor (see 6.2).

6.2. Motor, propeller and batteries

6.2.1. Motor

As for the motor/ESC/battery combo: Motor: ModelMotors AXI Gold 2820/10 (http://www.modelmotors.cz). Its just allowed the use of one motor. Any ESC for the maximum static discharge current of I=45A allowed in the competition. Battery: Li ion, LiPo or LiFe, limited to 3 cells in series with no restrictions to the number of cells in parallel. We advise a minimum capacity of c=3Ah and a continuous discharge current rating above 45A.

The motor restriction is obvious as, although there are other equivalent motors (same diameter, number of poles, etc), this motor/brand is considered to be reliable and of good quality and this is the only way to ensure equality between all teams. The minimum capacity is considered enough to perform the flight profile. However, any team can bring larger capacity packs. It is required that the teams bring with them one pack. However, before flight, the pack must be fully charged, being suggested that teams bring along a second pack, not only to ensure fresh charges on their packs but also to avoid that a problem with a pack prevents the team from making the flight (only 3 scoring flights will be made in the competition). The cells/packs should not be altered, should maintain their factory look and should be clearly identified as to the number of cells (or nominal voltage), capacity and discharge rate. It is the teams choice what propeller(s) to use as long as they are commercial ones, with the safety precautions respected (e.g., r.p.m. limit not exceeded), and do not cause excess current in the motor (I>45A). This will be measured before each flight, through a static test with the plane still on the ground. If the measurement is above what is specified by AXI as being the maximum current for the motor the team will not be able to make the flight before making the adequate changes.


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6.2.2. Propellers Multiple propellers, shrouded propellers and ducted fans are allowed.

However, the use of metal propellers is forbidden. A spinner or security screw should also be used and should be correctly fixed. The team should mention a maximum of three types of propellers in the report which they choose to use in the flight competition. Only those models will be allowed in the flight competition. After the initial checking of the flight competition, all the changes in the type of propeller should be told to the judges. The propellers must be a commercial and tested product with the safety precautions respected (e.g., r.p.m. limit not exceeded)

6.2.3. Transmission Transmission gears, chains and propeller shafts are allowed as long as

the rotation ratio between the motor and the propeller is of one to one.

6.3. Aircrafts Size Restriction

The aircraft dimensions are limited by its total lifting surface This area is limited to A=0,70 m

2 (see Attachment 4).

The projected area must result from the sum of the horizontally projected area of each lifting plane, i.e., each plane of the aircraft must be treated independently to compute its own projected area and then all areas must be added up to obtain the aircraft's overall projected area.

For example, in the case of a biplane, it shall have two projection planes. One will comprise the projected area of the whole aircraft except the lower (or upper) pair of wings. The other will receive the projected area of the remaining lifting plane (the other pair of wings). The sum of the two projected areas must not exceed the 0.70m

2 limit.

6.4. Cargo Bay

The volume of the bay will be checked during the dimensional inspection and design analysis. The cargo bay may be bigger to allow the payload positioning and adjustment of the centre of gravity, but always keeping the exact spacing of 80mm between the two 8mm diameter supports. The cargo bay should be shown clearly in one of the drawings, including dimensions and the corresponding volume should be included in the data chart of the 3view drawing.


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The cargo bay can have any shape as long as it carries the payload support with the prescribed design (see 6.5 and Attachment 1). During the technical verifications, juries will use an orthogonal volume of 160x80x80mm (see Attachment 2) made foam that will be introduced in the cargo bay in order to simulate the cargo plates and ensure that every team respected the minimum cargo volume as stated in regulations.

6.5. Payload

6.5.1. Payload and load support The payload consists of the sum of the weight of lead plates. The

payload should have a support consisting of a horizontal 160x80mm rectangular section. The payload lead plates are introduced through the two 8mm diameter supports.

6.5.2. Payload Distribution The payload cannot have any effect on the structural stability of the

aircraft and must be fixed in the cargo bay to prevent its movement during flight. The weight distribution on payload placement should be balanced so that the horizontal localization of the stacks centre of gravity matches the geometrical centre of the stack.

6.6 Transportation Box

Each aircraft must have a transportation box with 1100x500x400mm (see Attachment 3). All parts of the aircraft (wing, tail, fuselage, landing gear, motor, propeller, batteries) must be fitted in this box and presented at the flight competition.

VII. Aircraft Identification The aircraft identification should be the following:

7.1. Teams number


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The fuselage and wings of each aircraft should be identified with the teams number with clear figures of at least 10cm high. The numbers of each team will be decided in a draw. The teams number should be shown at least:

On the top and under the wings; In both sides of the fuselage or vertical stabilizer.

7.2. University Name

The University name (if applicable) should be visible in the wings or fuselage. The University initials can be used if they are unique and recognizable.

VIII. Radio Requirements 8.1. Radio Control

The radio control will be used to fly and operate the aircraft. Any gyroscope/ autopilot assistance will not be allowed. The servos should be capable of withstanding the aerodynamic loads the aircraft is going to be submitted to during the flight. The flight will occur either with rain or sun; therefore the teams should be prepared to protect their radio equipment. All radios should comply with the frequencies for aircraft models. Note: We recommend the use of 35 MHz. An independent rx battery pack is mandatory, with a minimum capacity of 700 mAh.

IX. Evaluation The evaluation of the designs will be made in four steps: 1 Preliminary Report; 2 Report (Technical Report and Drawings); 3 Oral Presentation; 4 Flight Competition.

9.1. Preliminary Report


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A preliminary report should be delivered till the 3rd

April 2009, so that the organizing committee can know the progress of the project. The preliminary report consists of a written document that should not exceed 1 (one) A4 page and 8 pictures. The text should be a summary of the status of the project, making reference to what is already developed, what is not yet developed, the difficulties encountered, etc. The pictures should be an evidence of the aircrafts building condition and can also be about the experience of the team in the development of the project, etcThe report should be sent by email and is not scored. There is, however, a penalty for teams who do not deliver the report.

9.2 Report

The design report and the drawings must be delivered until 5th

June 2009 without penalty, and 12

th June 2009 with maximum penalty. The report

should have 30 pages maximum (without attachments). It should be presented in A4 format and font Times New Roman with size 12. The report should be bound so that there are not any separate sheets. It should be correctly identified with the name and number of the team and the University name should appear in the front page. Each team should send 5 (FIVE) complete copies of the report.

The report will be evaluated in terms of its technical content, methods, creativity, clear organization and objectivity. A copy of the registration form signed by all the members and the professor in charge of the Project should be attached to the reports. It should be mentioned a maximum of three propeller types that the team will use during the flight competition.

9.2.1. Drawings Each copy of the report should include a set of five detailed drawings

of the aircraft. These drawings consist of A3 size sheets, printed in one side, properly folded, and bound with the report so that they can be analyzed without separating them from the rest of the document. One of the drawings must be a 3view drawing of the aircraft using european projection, that is: front view at the top left corner, top view below and starboard view on the right (of the front view). The views must contain the main aircraft dimensions (span, length and height, etc.).

Below the starboard view, there must be a table containing other dimensional information such as relevant areas and/or volumes. Another


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drawing must be an isometric perspective view of the aircraft. The remaining three must contain information that each team finds relevant with at least one drawing showing the cargo bay and its dimensions. A standard scale for each drawing must be properly chosen. The 3view and isometric perspective drawings may not display hidden lines. All dimensions must be in SI units except for linear lengths which should be in millimetres and plain angles which should be in degrees. All the drawings must have a label in the right bottom corner containing the University logo, the teams name and number, a short description and other pertinent information. The team should send a separate extra copy of the 3view drawing to be used in the dimensional inspection prior to the flight competition. If this copy is not delivered, the team will suffer a penalty of 10 points, as well as the dimensional inspection penalty itself.


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9.2.2. Calculation of the Payload The chart with a payload estimate varying with altitude density should

be included in all copies of the report. The data should be selected under a relevant basis and the chart should include the linear approximation equation. The chart should also present the line.

9.3. Changes in the aircraft

Changes made to the aircraft should be presented in writing to the organizing committee seven days before the beginning of the flight competition at the latest. The judges will make point deductions based on the number and relevance of the changes done to the aircraft when compared to the design presented in the report. Changes during the competition will only be allowed when accepted by the judges. The judges decision concerning the change cannot be questioned by the team.

9.4. Oral Presentation

All teams should make an oral presentation of their Project on the competition day. The aim is to share the Project with all the audience. The presentation is scored up to 30 points. There will be penalties for those who arrive late. The following items are taken into account:

Students explanation; Clearness; Honesty;


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Elements about difficulties during the Project, commands for a future Project, description of the methods used in the construction, etc

Work in the oral presentation.

The oral presentation should take 15 minutes maximum with no tolerance, depending on the number of teams. A data show and a computer will be available to teams at the presentation day. The teams should be prepared to answer any questions asked by the judges.

The presentations must include evidence (photos or films) that proves that the aircraft has previously flown.

9.5. Flight Competition

The flight Competition will take place in August 2009 at Covilh Airfield, Portugal. All teams will be present with their aircraft and a safety inspection will be done before the flight competition.

The safety inspections will include the following: Physical inspection of the aircraft to ensure structural integrity and to

verify compliance with the design report: 1 Verify that all components are adequately secured to the vehicle. 2 Verify propeller structural and attachment integrity.

3. Visual inspection of all electronic wiring to ensure adequate wire gauges and connectors are used. 1 Radio range check, motor off and motor on. 2 Verify all controls move in the proper sense. 3 Check general integrity of the payload system.

The orientation of the flight course will be adjusted based on the prevailing winds as determined by the Flight Line Judge. The flight will be positioned to maintain the greatest possible safety to personnel and facilities. The maximum takeoff distance is 60 meters.

The number of points given to a team will be based on the payload carried in a complete acceptable flight. In order for a team to participate in the flight competition it must accomplish all the requirements of the competition Project and must have previously tested the aircraft. The team should demonstrate at the oral presentation evidence that the aircraft has already successfully flown in the same conditions it is going to participate in the competition.


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If the organizing committee concludes that this is not happening, the team can be declassified based on a security argument. An aircraft that has never flown is not considered secure.

9.5.1 Pattern flight (fully acceptable flight) The aircraft should take off from a specific place of the defined

runway strip 60 meters long that will be shown at the competition day, perform at least a complete turn of 360 and land. The initial position of the aircraft is with the main landing gear at the departure line. The aircraft should take off (be in the air) in 60m or the attempt is invalid. The aircraft must remain in one piece during a flight attempt. There is no limit of how many turns the aircraft can do before landing, as long as it respects the airspace limit defined for the flight competition. Repairs are only allowed to broken parts. Changes are only allowed if the judges give their permission.

Note: Any change (due to repairs, or not) to the original design will suffer penalties decided by the judges, except if it is made under their permission.

9.5.

Relatorio Do Projecto Final Do Air Cargo

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