• “O projeto sempre inicia como uma ação de resposta a uma
necessidade detectada e que deve ser atendida”.
• A etapa inicial, ou etapa de concepção, é a etapa de definição
de necessidades e busca de informações. Esta também é denominada de projeto informacional, na qual devem ser definidas as especificações de projeto, ou seja, definir
claramente de forma quantitativa e qualitativa os requisitos e as restrições do produto. O principal requisito da aeronave é o seu requisito funcional, o qual define a função principal que esta deve atender. Outros requisitos e restrições podem
versar sobre dimensões, desempenho, custos, manutenção, manufatura, etc.
Recomenda-se a leitura do capítulo “O processo de desenvolvimento de produtos“, em Introdução ao Projeto Aeronáutico: Uma Contribuição à Competição SAE Aerodesign, de
“A Marinha Imperial Japonesa (IJN), tendo em vista a experiência em combate, na China, do seu novo caça A5M, emitiu em outubro de 1937 os "Requisitos de Planejamento para o Caça 12-shi
baseado em Porta-Aviões", enviando-o para Nakajima e Mitsubishi. A aeronave tinha que ter
uma envergadura de menos de 12m de comprimento, para ser compatível com o espaço
disponível nos porta-aviões da frota. Precisava atingir uma velocidade máxima de 500 km/h em voo nivelado a 4000 metros, com a capacidade de manobra presente no A5M. O armamento pedia duas metralhadoras de 7,7 mm e dois canhões adicionais de 20 mm. O equipamento de comunicação incluía um rádio junto com um sistema de rádio localização para navegação de longo alcance. O IJN especificou um alcance de 1.870 km ampliável para 3110 km com o uso de tanques suplementares. O caça deveria subir para 3000 metros em 3,5 minutos. Os requisitos para as operações em porta-aviões incluíam uma velocidade de pouso inferior a 110 km/h e a capacidade de decolar em menos de 70 metros com um vento frontal de 48 km/h.”
Texto adaptado de Osprey Air Vanguard 19, Mitsubishi A6M Zero, de James D’Angina. Performance 6M2
Maximum speed: 533 km/h at 4,550 m Cruise speed: 333 km/h
Never exceed speed: 600 km/h Range: 1,870 km
Ferry range: 3,102 km Service ceiling: 10,000 m Rate of climb: 15.7 m/s
• Durante a fase de concepção é essencial a busca de várias ideias e concepções alternativas, para comparação de
desempenhos. Deve-se buscar ao menos 3 diferentes
concepções, pois “a primeira ideia é sempre ótima, pena que nunca funciona”.
• Esta etapa de concepção gera o projeto conceitual, no qual se
tem um esboço de como será o produto final, com os
princípios de solução de cada sistema. O projeto conceitual gera assim uma solução para o produto, com uma
configuração que deve ser refinada e detalhada nas próximas etapas do processo de projeto.
"Clarence L. "Kelly" Johnson, vice-presidente de engenharia e pesquisa da Skunk Works da
Lockheed, visitou as bases aéreas da USAF na Coréia do Sul em novembro de 1951 para conversar com os pilotos sobre o que eles queriam e precisavam em um avião de combate. Na época, os pilotos americanos estavam confrontando o MiG-15 com o Sabre F-86, e muitos afirmaram que os MiGs eram superiores ao caça americano, maior e mais complexo. Os pilotos solicitaram uma aeronave pequena e simples, com excelente desempenho, de alta velocidade e altitude. Com essas informações, Johnson imediatamente começou o design de uma aeronave no seu retorno aos Estados Unidos. Até março de 1952, sua equipe elaborou mais de 100 projetos de aeronaves, variando de projetos de 3.600 kg até 23.000 kg. Para alcançar o desempenho desejado, a
Lockheed escolheu uma aeronave pequena e simples, pesando 5.400 kg com um único motor turbojato General Electric J79, um motor de desempenho dramaticamente aprimorado em
comparação com os designs contemporâneos. Johnson apresentou o projeto à Força Aérea em 5 de novembro de 1952, e eles ficaram interessados o suficiente para criar um requisito
operacional geral para um caça leve para complementar o novo F-100 Super Sabre. Três empresas adicionais foram nomeadas finalistas para o requisito, e, embora as propostas dos três finalistas fossem fortes, a Lockheed conseguiu um contrato de desenvolvimento em 12 de março de 1953 para dois protótipos; estes receberam a designação XF-104."
Protótipo XF-104
Adaptado de Lockheed F-104 Starfighter,
https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lockheed_ F-104_Starfighter&oldid=934190582 (last visited Jan. 6, 2020).
• Projeto Conceitual: Especificações, estudo paramétrico (banco de dados
de aeronaves similares), layout de fuselagem, layout de asa (projeto aerodinâmico), layout do avião completo.
• Projeto Preliminar: Estimativa de massa, avaliação aerodinâmica (curva
polar, performance), layout de trem de pouso, requisitos de pouso e
decolagem, cálculo de CG e de inércia, estabilidade e controle, simulação de voo, estimativas de performance, layout geral de aeronave, análise de cargas e projeto estrutural.
• Projeto Detalhado: Projeto de sistemas, dimensionamento e projeto de
peças, layout detalhado da aeronave, desenho de peças, desenho de montagem, desenho de manutenção, planejamento de processos de fabricação.
• As etapas do processo de projeto de uma aeronave, tendo em vista a possibilidade de correções durante o decorrer dos
trabalhos, sem grande prejuízo de tempo e recursos,
obedecem ao conceito de Engenharia Simultânea. Deste modo, as etapas ocorrem de forma conjunta, simultânea, usando equipes multidisciplinares.
Conceitual Conceitual Preliminar Preliminar Detalhado Detalhado Construção Construção Testes Testes Avaliação Avaliação protótipo protótipo Produção em série Produção em série Conceitual Preliminar Detalhado Construção Testes Avaliação protótipo Produção em série
Conceitual Preliminar Detalhado
Construção Testes Avaliação
Planejamento do Ciclo de Vida Completo
Estudo de viabilidade Operação, Melhorias, Retirada Gradativa, Descarte. Produção, Serviço
Synthesis of Subsonic Airplane Design Egbert Torenbeek 1982
Conceitual
de Havilland DH 106 Comet
Teste de conceito: DH 108
1947
1954
1958 1953
Produção: 1949 a 1964 (114 incluindo protótipos)
Boeing 727 – algumas das configurações inicialmente estudadas
Outras configurações com diferentes tipos de
empenagens também foram estudadas.
Configuração “mini-707”
Synthesis of Subsonic Airplane Design Egbert Torenbeek 1982
Synthesis of Subsonic Airplane Design Egbert Torenbeek 1982
Design concepts: Estudo de Configuração
Fonte: Ajoy Kumar Kundu, Aircraft Design.
Aircraft Design Projects for engineering students Lloyd R. Jenkinson James F. Marchman III 2003
Design concepts: Estudo de Configuração
Aircraft Design Projects for engineering students Lloyd R. Jenkinson James F. Marchman III 2003
Design concepts: Estudo de Configuração
Aircraft Design Projects for engineering students Lloyd R. Jenkinson James F. Marchman III 2003
Design concepts: Estudo de Configuração
Aircraft Design Projects for engineering students Lloyd R. Jenkinson James F. Marchman III 2003
Transonic Truss-Braced Wing
Testes realizados em 2019 em túnel de vento no NASA Ames Research Center
Synthesis of Subsonic Airplane Design Egbert Torenbeek 1982
Bibliografia
Mohammad H. Sadraey
AIRCRAFT DESIGN: A Systems Engineering Approach.
West Sussex, Grã-Bretanha
John Wiley & Sons, Ltd. , 1ª.ed., 2013 ISBN: 9781119953401
Bibliografia
Robert W. Fox, Alan T. McDonald
Introdução à Mecânica dos Fluidos.
Rio de Janeiro RJ, 4ª.Ed. Editora LTC.
ISBN-10: 8521610785