| Resumo : |
Dentre os fenômenos aeroelásticos que comumente afetam aeronaves flexíveis e muito flexíveis, aqueles causados por rajadas merecem atenção especial devido ao seu potencial tanto em reduzir a qualidade do voo e conforto de passeio dos passageiros quanto em aumentar cargas estruturais. Com isso, é do interesse de engenheiros de estruturas e controle de voo em desenvolver soluções que visam diminuir os efeitos de rajadas em aeronaves. Particularmente, a utilização de transdutores piezelétricos surge como uma das soluções possíveis no projeto de sistemas de alívio de carga de rajadas e supressão de modos estruturais. Neste trabalho, o alívio de carga rajada em uma asa retangular flexível utilizando transdutores piezelétricos é analisado e testado experimentalmente. O modelo numérico inclui um modelo em elementos finitos da asa, empregando elementos de viga de doze graus de liberdade, assumindo pequenas deformações e negligenciando efeitos de cisalhamento. Os efeitos dos atuadores e sensores piezelétricos são derivados do princípio variacional eletromecânico para materiais piezelétricos. O modelo aerodinâmico foi baseado em uma aerodinâmica quase-estacionária e aplicado via teoria das faixas. A lei de controle para o alívio de carga de rajada assume um sinal de controle proporcional ao sinal de saída, cujos ganhos foram obtidos pelo método de regulador quadrático linear. Usando um gerador de rajadas, os testes em túnel de vento foram realizados para diferentes velocidades de escoamento e frequências de rajada, a fim de se validar o modelo computacional e verificar o desempenho de transdutores piezelétricos. Os resultados mostraram uma atenuação considerável do momento de flexão na raiz da asa, especialmente utilizando dois atuadores piezelétricos, indicando uma potencial aplicabilidade de transdutores piezelétricos no alívio de carga de rajada. |