Simulação S02–– Aeronave Flexível e Eixo de Flexão em 50%

Esta nova simulação manteve exatamente os mesmos dados configurados da primeira, exceto pelo fato de que agora o eixo de flexão foi posto na metade da corda, isto é, a =0. Novamente apenas um modo aeroelástico foi analisado. Este é o mesmo modo da simulação S01 e análogo às Figuras 5.2- 5.5.

5.3.2.1. Frequência e Taxa de Amortecimento— S02

A analogia dos resultados para esta simulação também é vista nos gráficos de frequência e taxa de amortecimento, vide Figura 5.35.

Figura 5.35- Frequência e taxa de amortecimento- Aeronave flexível com eixo de flexão em 50% da corda aerodinâmica.

Fonte: Elaborado pelo autor.

O comportamento de ambos os resultados, frequência e taxa de amortecimento, é similar ao caso anterior (simulação S01), com os respectivos aumentos dos valores com a velocidade a partir de uma relação diretamente proporcional. A frequência se mantém praticamente com o mesmo coeficiente de inclinação da reta, enquanto o fator de amortecimento apresenta uma

curvatura suave e quase não tem alteração numérica após os 450 m/s. O ponto inicial da frequência é um pouco abaixo dos 3,4 Hz e final fica um pouco acima dos 4 Hz. A taxa de amortecimento apresenta um leve acréscimo no valor de estagnação final (um pouco superior a 33%), tendo partido de um valor bem próximo ao primeiro caso estudado (S01).

Nota-se em um primeiro momento, na Figura 5.35, que a mudança do eixo de flexão em 25% ocasionou uma maior diferença dos autovalores quando estes estavam em velocidades maiores. Apesar da diferença nos resultados vistos, a mudança no posicionamento do eixo de flexão não gerou uma diferença no modo 01 que pudesse ser considerada significativa em termos numéricos, porque os valores calculados foram extremamente próximos em ambos os casos. Por último, vale notar que, novamente, não houve a presença de flutter nesta simulação para o avião flexível com eixo de flexão na metade da corda aerodinâmica.

5.3.2.2. Modo 01— S02

Para a torção e flexão, os resultados de fase e amplitude estão apresentados na Figura 5.36. Quanto aos valores de torção, percebe-se que o comportamento das curvas se manteve o mesmo e, assim como visualizado na frequência e taxa de amortecimento, há uma pequena diferença nos valores. A fase de torção ainda possui um comportamento linear decrescente, mas agora os valores inicial e final são menores do que no caso anterior. Ou seja, a fase de torção mantém o mesmo comportamento visto antes, mas com mudança nos resultados (deslocamento da curva para baixo). Novamente os valores de fase em torção são bem próximos e suaves para os elementos 02, 03, 04 e 05.

De maneira similar à fase de torção, a amplitude de torção também manteve o mesmo comportamento da primeira simulação, porém com números ligeiramente superiores ao caso anterior, isto é, nesta simulação a aeronave teve uma amplitude de vibração em torção mais acentuada. O elemento 01 manteve-se praticamente inalterado, tendo os mesmos valores anteriores. Logo, o aumento da vibração em torção ocorreu nos elementos 02, 03, 04 e 05, que apresentaram o mesmo comportamento de curva, porém com maiores números de amplitude. Os valores iniciais dos elementos não tiveram grande alteração, todos partindo um pouco acima de zero. A diferença de amplitude entre os elementos citados fica mais evidente com o aumento de velocidade. Isto pode significar que a velocidade atua como agente excitador da estrutura em torção, já que incrementa as amplitudes de oscilação (isto foi observado para S01 e agora na S02). Mas, há de ser observado que o aumento mais significativo da amplitude em torção se deu pela redistribuição das forças e momentos na estrutura, o que foi ocasionado essencialmente

pela mudança no eixo de flexão. Sendo assim, é de se esperar que, para a simulação com eixo de flexão mais traseiro (próxima simulação), as amplitudes de oscilação em torção tendam a aumentar ainda mais.

Figura 5.36- Torção e flexão para o modo 01- Aeronave flexível com eixo de flexão em 50% da corda aerodinâmica.

Fonte: Elaborado pelo autor.

De maneira geral, percebe-se que a fase em torção diminui com o aumento da velocidade enquanto a amplitude de torção aumenta, o que indica um movimento da asa menos defasado e com maiores amplitudes ao longo da velocidade.

Partindo agora para analisar o grau de liberdade relativo à flexão em Y, mostrado também na Figura 5.36, é notável a similaridade dos resultados com aqueles vistos previamente no primeiro caso rodado. A fase mostra um decaimento praticamente linear, porém com uma maior taxa de decréscimo do que no primeiro caso rodado, ou seja, os valores de fase dos elementos são mais negativos ainda.

A amplitude da flexão em Y, vide Figura 5.36, mostra novamente a supremacia de magnitude da componente de flexão no modo aeroelástico. É possível visualizar que as curvas de amplitude dos elementos são suaves e a distinção entre elas se dá basicamente pela diferença

da magnitude. Comparando estes dados com aqueles obtidos anteriormente para a flexão das asas, identifica-se que os valores finais, ressalvando-se novamente o elemento 01 que se mantém igual, apresentam números menores― redução da componente de flexão. Em adição, há de se notar que os valores iniciais a 100 m/s são muito semelhantes e essa diferença mencionada ocorre em velocidades superiores. Com isso, existem indícios de que a alteração do eixo de flexão da aeronave tem maior influência em altas velocidades.

Por fim, avaliando a diferença entre a torção e flexão no modo aeroelástico, conforme mostra a Figura 5.37, obtém-se uma análise similar ao caso anterior (S01). No início da simulação, a diferença de fase dos elementos está mais conjunta e ao longo da velocidade esta proximidade é perdida, principalmente no elemento 02.

A diferença de amplitude mostrada pela Figura 5.37 apresenta valores negativos, pois a componente de flexão é mais significativa do que a torção ao longo de todo o membro. Em linhas gerais, quando comparada com a simulação S01, a mudança do eixo de flexão reduziu as amplitudes de flexão e aumentou as de torção. Ou ainda: a amplitude da componente de torção foi enaltecida pela alteração do eixo de flexão, ao contrário do que foi visto para a flexão (vale notar que a diferença é bem pequena). De certa forma, este aumento era esperado devido ao aumento do braço de momento quando o eixo de flexão assume uma posição mais traseira.

Figura 5.37- Diferença entre torção e flexão para o modo 01- Aeronave flexível com eixo de flexão em 50% da corda aerodinâmica.

Fonte: Elaborado pelo autor.

De maneira geral, avaliando ambos os movimentos de flexão e torção, constata-se que enquanto a oscilação de torção tende a reduzir a fase e aumentar a amplitude na faixa de velocidades analisadas, a flexão das asas tem uma fase ainda mais negativa e diminui a amplitude de vibração. Isto é, de acordo com os resultados, com a mudança do eixo de flexão,

a torção cresce e a flexão diminui. Apesar disso, a flexão ainda é predominante e os valores de amplitude de torção são bem menores do que os de flexão.