Dissertação

On the trajectory of a tumbling body EVALUATED

Com o rápido crescimento da indústria espacial torna-se cada vez mais necessário saber qual a trajectória detalhada de um rocket em queda livre, não só para facilitar a recolha de destroços em caso de acidentes, mas também para optimizar a área de segurança necessária para os lançamentos. Este trabalho visa fazer uma primeira contribuição para a resolução deste problema, combinando a teoria de queda livre com o efeito de forças aerodinâmicas não lineares na trajectória de um foguetão. Como tal, é apresentado um modelo em 2D que, fazendo uso de coordenadas em queda livre, permite reduzir três equações de movimento a apenas uma equação diferencial de quarta ordem que tem como variável o ângulo de ataque. Foi desenvolvido um programa capaz de resolver numericamente esta equação, permitindo assim simular a trajectória de um foguetão em queda livre, sempre que forem fornecidas condições iniciais e dados de foguetão gerais. Utilizando o programa foram realizadas várias análises de sensibilidade que permitiram estudar individualmente o efeito de cada condição inicial e cada dado de foguetão na trajectória e no modo de cair do foguetão. Concluiu-se que um foguetão pode cair de duas formas: enquanto oscila em torno de uma posição de equilíbrio ou enquanto roda sobre si mesmo, dependendo das condições iniciais e dados de foguetão utilizados. Concluiu-se também que os parâmetros mais importantes para prever o alcance de um foguetão são: a velocidade, ângulo da trajectória com a horizontal, massa, raio e a resistência aerodinâmica do foguete.
Trajectória de Foguetões, Queda Livre, Forças Aerodinâmicas não Lineares, Simulação de Trajectórias

Dezembro 12, 2017, 15:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luiz Manuel Braga da Costa Campos

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Catedrático