Montagem da aeronave híbrida

A montagem da aeronave começou pela estrutura principal, onde de acordo com a Figura 102 podemos observar: os painéis da asa, fabricados em espuma de poliestireno, a estrutura central, fabricada em compensado de 3mm e a estrutura do multirotor fabricada com tubos de alumínio de 5/8’.

Figura 102 – Principais partes da estrutura principal da aeronave híbrida.

Fonte: Próprio autor.

-2 -1 0 1 2 3 4 5 0 5 10 15 20 25 30 35 Velocidade (m/s) Fa to r de c ar ga ( g’ s) V* V estol Região de estol Falha estrutural Deformação permanente Deformação permanente Região de estol A B C D E F V cruzeiro n lim(-) n ult(-) n =1 n lim(+) n ult(+) VD Falha estrutural 2,5 3,75 -1,5 20,7 20,46 28,75 13 15,9 E s tru tu ra d e alu m ín io d o m u ltiro to r E s tru tu ra cen tral d e

co m p en s ad o 3 m m

P ain éis d a as a d e es p u m a d e p o lies tiren o

A fabricação da asa, conforme a seleção do subsistema, utilizou blocos de espuma de poliestireno para produzir sua estrutura. O método aplicado para moldar a asa foi o corte com resistência elétrica aquecida, explicado na seção 3.1.

Na Figura 103 é detalhado o passo a passo do corte da estrutura da asa, na Figura 103a primeiramente o bloco com o ângulo de enflechamento já definido, na Figura 103b os perfis do centro e da extremidade da asa fabricados em folha de alumínio de 1mm, na Figura 103c os perfis fixados no bloco e na Figura 103d a estrutura da asa após o corte com a resistência aquecida.

Figura 103 - Sequência de corte da estrutura da asa.

Fonte: Próprio autor.

Com os dois painéis da asa fabricados, foram cortadas as partes da estrutura central em compensado de 3mm e posteriormente unidas conforme a Figura 104.

Figura 104 – Montagem e fixação dos painéis da asa com a estrutura central de compensado.

Fonte: Próprio autor.

(a ) blo co s de e s pu m a de p o lie s t ir e n o (b) p e r fi s de a lu m ín io

Na Figura 105 podemos observar os painéis unidos com a estrutura central de compensado.

Figura 105 - Painéis da asa fixados a estrutura central.

Fonte: Próprio autor.

Após a união dos painéis da asa com a estrutura central foi fabricada a estrutura do multirotor com tubos de alumínio 5/8’, conforme a ilustração da Figura 106. A união dos tubos foi executada com perfil de alumínio em “L” e rebites.

Figura 106 - Montagem da estrutura de tubos de alumínio do multirotor.

Fonte: Próprio autor.

Em seguida a estrutura do multirotor foi fixada na asa voadora na parte inferior com resina epoxy conforme a Figura 107.

Figura 107 - Asa voadora com estrutura de alumínio fixada com resina epoxy.

Fonte: próprio autor.

A asa recebeu reforços de varetas de fibra de vidro com 1mm de diâmetro, na parte superior e inferior. Ao concluir a estrutura principal (asa e braços do multirotor) o próximo passo foi fabricar os montantes dos motores elétricos para serem fixados nos braços com parafusos e porcas, observados na Figura 108.

Figura 108 - Fixação dos montantes do multirotor nos braços de alumínio.

Fonte: Próprio autor.

Os suportes foram fabricados a partir de um tubo retangular de alumínio de 2x13/16’ fixados nos braços e posteriormente receberam os motores elétricos, conforme a Figura 109.

Figura 109 - Fixação dos motores nos montantes do multirotor.

Fonte: Próprio autor.

As superfícies de controle foram fabricadas com espuma de poliestireno e reforçadas com varetas de fibra de vidro (Figura 110), após a fabricação foram fixadas na asa com dobradiças de Nylon e resina epoxy.

Figura 110 - Superfícies de controle.

Fonte: Próprio autor.

Por toda a superfície da asa e das superfícies de controle aplicou-se uma cobertura de vinil adesivo que além de proteger, aumenta sua resistência (Figura 111).

Figura 111 - Revestimento da asa da aeronave híbrida.

Fonte: Próprio autor.

O conjunto motopropulsor (Figura 112) foi fixado na parede de fogo com auxílio de um montante de Nylon, o servo de acionamento do acelerador foi fixado na parte anterior a parede de fogo, o tanque de combustível foi instalado próximo ao centro de gravidade, com o propósito de quando for se esvaziando não altere o centro de gravidade da aeronave.

Figura 112 - Fixação do conjunto motopropulsor.

Fonte: Próprio autor.

Após a fixação do conjunto motopropulsor foram instalados os ESCs e a placa de distribuição de energia, na Figura 113 podemos observar suas disposições.

Figura 113 - ESCs e placa de distribuição de energia.

Fonte: Próprio autor.

Para a instalação da placa controladora foram acrescentados montantes de poliestireno, que receberam amortecedores de borracha para evitar a vibração nas placas controladoras, para evitar erros nos sensores de movimento. Uma plataforma de acrílico foi adicionada e as placas controladoras juntamente com o receptor do rádio controle foram fixados a ela com fita dupla face de silicone, o GPS foi instalado diretamente na asa, todo o conjunto pode ser observado na Figura 114.

Figura 114 - Estrutura da eletrônica embarcada.

Fonte: Próprio autor.

A bateria foi instalada na parte inferior da aeronave e fixada com presilhas de

Velcro, o trem de pouso principal foi fixado diretamente na estrutura de alumínio que

compõe a asa, a bequilha foi instalada no montante do conjunto motopropulsor e o servo de acionamento da bequilha foi fixado na parte inferior da aeronave (Figura 115).

Figura 115 - Bateria, bequilha e servo de acionamento.

Fonte: Próprio autor.

Para conciliar os dois tipos de aeronave foram utilizadas duas placas controladoras, uma configurada para asa voadora e a outra para multirotor, os sinais de entrada são divididos a partir da saída do receptor do rádio controle e a transição é efetuada através do rádio controle. Na Figura 116 podemos identificar as duas placas controladoras.

Figura 116 - Placas controladoras da asa voadora e do multirotor.

Fonte: Próprio autor.

Para a proteção do sistema embarcado confeccionou-se uma proteção em poliestireno 1mm e revestida com vinil adesivo, demonstrada na Figura 117.

Figura 117 - Carenagem de proteção da eletrônica embarcada.

Fonte: Próprio autor.

Após a instalação de todos os componentes a aeronave concluída pode ser observada na Figura 118.

Figura 118 - Aeronave híbrida concluída.

6. TESTES DA AERONAVE HÍBRIDA

Os testes da aeronave híbrida foram divididos em duas etapas, uma somente com o multirotor e a outra com decolagem através do multirotor e transição para o voo horizontal utilizando o motor a combustão.