| Resumo : |
A busca por aeronaves mais eficientes é onde a otimização multidisciplinar e multiobjetivo tem providenciado grandes contribuições. Muitas atribuições da fase preliminar de projeto têm sido absorvidas na fase conceitual graças a ferramentas computacionais de engenharia. Análises aeroelásticas e modelos complexos de elementos finitos já fazem, de certa maneira, parte da fase conceitual, por exemplo. Neste contexto, insere-se o objetivo deste trabalho, que é de avaliar o impacto que restrições aeroelásticas causam no projeto de um avião de linha com a utilização de uma plataforma de otimização multidisciplinar. Para tal, integrou-se à uma das plataformas de otimização, desenvolvida no Departamento de Projetos do Instituto Tecnológico de Aeronáutica, o conhecido pacote NeoCASS dedicado a análise estrutural e aeroelástica de aeronave. O NeoCASS é então utilizado para estimar as velocidades de flutter de indivíduos que surgem durante o processo de otimização. O envelope de operação das aeronaves sendo analisadas é calculado e a velocidade de flutter é utilizada como restrição de acordo com requisitos de certificação. Duas rodadas de otimização multiobjetivo foram realizadas, visando-se a minimização do custo operacional direto na rota com máximo alcance com carga típica de passageiros e a maximização de um índice de eficiência desenvolvido aqui para aviões de linha. Para a primeira rodada a restrição de flutter não foi utilizada; ao contrário da segunda, que conta com esta restrição. As duas otimizações foram realizadas para aeronaves na faixa de 150-220 assentos e como resultado revelou-se que a aplicação da restrição aeroelástica reduziu o valor do alongamento alar dos indivíduos da fronteira de Pareto. Deste modo, conclui-se que a inclusão de uma análise aeroelásticas rápida e precisa durante a fase de projeto conceitual tende a gerar resultados mais realistas. Não foram empregadas sub-otimizações estruturais de modo a mitigar problemas aeroelásticos como a adição de massas concentradas à frente da linha elástica na região da ponta da asa ou reprojeto do layout estrutural. Ainda, realizaram-se algumas análises de sensibilidade para avaliar a influência do número de Mach, alongamento, a aumento e enflechamento nas velocidades de flutter deste tipo de aeronave. |