Dissertação

Conceptual and Preliminary Design of a Long Endurance Electric UAV EVALUATED

A presente tese documenta o projecto conceptual e preliminar de um veículo aéreo não tripulado de grande autonomia movido a energia solar. Tendo em conta propósitos de vigilância, o perfil da missão requer uma subida inicial, a uma taxa que permita ascender 1000 m sobre pista em 10 minutos, seguido de voo nivelado com uma autonomia de 8 horas e um alcance de 200 km durante o equinócio. Na fase conceptual, várias configurações de aeronaves foram avaliadas considerando os requerimentos da missão. Recorrendo à metodologia de um processo analítico hierárquico, o conceito de avião “pusher” com cauda em V foi escolhido através de comparações emparelhadas entre os 10 critérios da missão (Aerodinâmica, Estruturas e Peso, Integração de Painéis Solares, Propulsão, Fabrico e Manutenção, Estabilidade e Controlo, Volume de Carga, Integração de Visão Remota na 1.ª Pessoa, Descolagem e Aterragem, e Características Portáteis) e 8 possíveis configurações. Uma pesquisa no mercado dos UAV proporcionou uma estimativa inicial para o peso vazio e dimensões da aeronave. Durante o projecto preliminar, a aeronave foi redimensionada realizando um conjunto de iterações de ponto fixo, cujo ponto de projecto resultante garante que é fisicamente possível cumprir os requisitos do voo. Aliando múltiplas análises aerodinâmicas, realizadas numa ferramenta computacional que suporta baixos números de Reynolds, com a eficiência apurada para o sistema de propulsão, os consumos de potência de cada fase da missão foram determinados assumindo condições meteorológicas ideais. A aeronave foi desenhada em CAD sem detalhar soluções estruturais para o seu interior.
UAV Solar, Processo Analítico Hierárquico, Ponto de Projeto, Baixo Número de Reynolds, Autonomia, Envelope de Voo

Novembro 17, 2016, 14:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

André Calado Marta

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar