| Resumo : |
Os objetivos desta dissertação são a concepção, fabricação e avaliação experimental de um protótipo de aerofólio adaptativo segmentado capaz de realizar variações de arqueamento. Para este efeito são utilizados, como atuadores, molas de torção constituídas de material com memória de forma (especificamente ligas comerciais de níquel-titânio) que são posicionadas entre dois segmentos adjacentes do aerofólio para promover a atuação angular entre eles mediante ativação térmica. O estudo insere-se no contexto da tecnologia de aeronaves de geometria adaptativa (morphing aircraft), empregando materiais ativos, frequentemente denominados materiais inteligentes (smart materials). Foi projetada e confeccionada por manufatura aditiva uma nervura com base em um perfil NACA 0020, divida em quatro segmentos articulados entre si por rótulas e molas torcionais de NiTi. As principais escolhas referentes aos detalhes construtivos são discutidas e justificadas. Foi realizada a caracterização experimental das temperaturas de transformação de fase do material utilizando o método da Calorimetria Diferencial de Varredura. O protótipo construído foi ensaiado para a determinação, por captura de imagens, da faixa de configurações geométricas que puderam ser obtidas por ativações individuais e combinadas das três molas torcionais. Para cada uma destas configurações, simulações numéricas foram realizadas utilizando o programa XFOIL para caracterização aerodinâmica das configurações obtidas. Os resultados obtidos indicam que, embora haja necessidade de melhorias construtivas, o uso de molas torcionais NiTi como atuadores posicionados entre os segmentos é uma alternativa viável para uso em asas de geometria variável. Com efeito, foi possível obter uma ampla gama de configurações de curvatura, com grande variedade de características aerodinâmicas, fato que torna a estratégia proposta interessante na realização de projetos aeronáuticos envolvendo asas de geometria adaptativa. |