Dissertação

Preliminary Design of a Micro Launch Vehicle EVALUATED

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.
Lançador, tanques estruturais, dimensionamento estrutural, cascas de revolução, Teoria da Membrana

Junho 26, 2018, 8:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Horácio Moreira

OMNIDEA

Especialista

ORIENTADOR

António Manuel Relógio Ribeiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Filipe Szolnoky Ramos Pinto Cunha

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar