Dissertação

{pt_PT=Passive Smart Structure Design for an Adaptive Helicopter Blade} {} EVALUATED

{pt=A procura de veículos e-VTOL está a aumentar devido à procura das empresas por soluções de mobilidade para as cidades mais movimentadas, impulsionando o desenvolvimento de projeto aeronáutico. Existem várias áreas para melhorias num helicóptero, no entanto este trabalho foca-se nas pás. Apesar de qualquer helicóptero ter a capacidade de pairar e de voo de avanço, as especificações de construção são ajustadas para minimizar o consumo de potência no tipo de voo que está desenhado para operar mais frequentemente. O objetivo principal deste trabalho é projetar uma única pá com capacidade de adaptação ao tipo de voo em que se encontra. Esta deve coincidir com a respetiva torção de voo ideal, diminuindo o consumo geral independentemente das características de voo. Este trabalho é desenvolvido na meso escala da estrutura, sem tratar as propriedades atómicas do material, nem a aplicação de nenhum mecanismo de flaps ou slats, sendo a sua morfose passiva e devida as cargas induzidas. A metodologia usada neste estudo permite o controlo da resposta de uma estrutura em casos de carga dissimilares, atuando só na meso escala e e validada utilizando um helicóptero como caso de estudo. Através da implementação teórica obteve-se uma resposta satisfatória da estrutura, no entanto na analise de elementos finitos esta solução demonstrou um erro maior, requerendo mais ajustes para se obterem as respostas desejadas da pá., en=The demand for e-VTOL vehicles is increasing since companies like Bell, Uber, Airbus, Embraer and even the portuguese CeiiA are developing mobility solutions to the busiest cities, thriving helicopter design development. There are several areas for improvements in an helicopter though this work focusses on the blades. In an urge for abandoning fossil fuels, the mentioned companies pursue electrical solutions, which present a significant disadvantage regarding their energy-storage capabilities, thus any direction taken towards main rotor consumption savings is well accepted. Although every helicopter can hover and move in forward flight, the construction specifications are adjusted to minimise the power consumption in the flight case the aircraft is designed to operate most often. The main goal of this work is to design a single blade which could adapt to the flight condition it is in, matching the respective flight ideal torsion and decreasing the overall consumption independent of the flight characteristics. The work is developed in the meso scale of the structure, neither managing the atomic properties of the material, nor actuating any flap/slat mechanism, with its morphosis being passive and due to the induced loads. The methodology used in this study allows control the response of a structure in different load scenarios acting only at the meso scale. It is validated using the helicopter case study. Through the theoretical implementation a satisfactory solution was achieved, although in the finite element analysis this solution shown greater error requiring further tuning to obtain the desired responses of the blade.}
{pt=Estruturas Inteligentes, Estruturas Adaptativas, Pás de Helicópteros Inteligentes, Controlo de Torção Passivo., en=Smart Structures, Adaptive Structures, Smart Helicopter Blades, Passive Twist Control.}

Novembro 14, 2018, 16:0

Orientação

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