FenixEdu™

Dissertação

Preliminary Design of a Micro Launch Vehicle EVALUATED

Detalhes: O dimensionamento estrutural preliminar de um lançador é um dos passos fundamentais na concepção do veículo. Dos vários subsistemas, a par do propulsivo, é a estrutura o mais condicionante, pois define a maior percentagem de massa seca do veículo. Consequentemente, um dos objectivos principais num projecto de um lançador é diminuir a sua massa estrutural, de forma a maximizar a razão entre a carga a colocar em órbita e o peso total do veículo, maximizando deste modo a eficiência de cada missão. Assim, a análise estrutural preliminar é essencial na optimização do projecto e é a finalidade deste trabalho. Começa-se por uma revisão bibliográfica, não só sobre os componentes estruturais que constituem um lançador e os respectivos materiais, mas também sobre os combustíveis que podem ser selecionados neste caso. De seguida, através de trade-off studies, são então definidos esses combustíveis e materiais estruturais: oxigénio líquido e metano líquido como combustíveis; a liga de alumínio 2024 e um compósito de fibra de carbono de alta resistência como materiais. Posto isto, primeiramente é feito o dimensionamento estrutural, com o intuito de avaliar quais as dimensões gerais (comprimento e diâmetro) que proporcionam as melhores características aerodinâmicas ao lançador. Por fim, estando estabelecido o coeficiente de esbeltez do veículo, é possível determinar os parâmetros dimensionais de cada componente estrutural, utilizando a Teoria da Membrana aplicada a cascas de revolução. Conclui-se que o veículo terá menor massa do que inicialmente estimado, o que significa que existe uma margem para futuras iterações na sua concepção.
Keywords: Lançador, tanques estruturais, dimensionamento estrutural, cascas de revolução, Teoria da Membrana

Discussão: junho 26, 2018, 8:0