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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Tese

Título: DEVELOPMENT OF A DIGITAL ELECTRO HYDROSTATIC ACTUATOR FOR APPLICATION IN AIRCRAFT FLIGHT CONTROL SURFACES

Orientador
  • VICTOR JULIANO DE NEGRI
Aluno
  • MARCOS PAULO NOSTRANI

Conteúdo

Mediante a crescente conscientização global para a redução das emissões de gases do efeito estufa, a indústria aeronáutica vem buscando soluções mais eficientes que possam ser aplicadas em suas aeronaves visando a economia de combustível. com a demanda crescente pelo transporte aéreo, essa busca por sistemas mais eficientes aumentou consideravelmente, dando origem a conceitos como more electric aircraf, que visa a substituição dos sistemas hidráulicos e pneumáticos por sistemas puramente elétricos. no entanto, a baixa relação peso potência, alta confiabilidade, boa resposta dinâmica faz com que a tecnologia dos atuadores hidráulicos seja amplamente utilizada no controle das superfícies primárias e secundárias de controle de voo. porém, os sistemas hidráulicos são conhecidos pela sua baixa eficiência energética, a qual é causada pelas técnicas de controle restritivo que estrangulam a passagem de fluido em orifícios de controle, e também pelos vazamentos internos nos componentes. com o intuito de melhorar a eficiência dos sistemas hidráulicos, a hidráulica digital surge como uma nova alternativa tecnológica, onde o controle é realizado por técnicas não restritivas, através do uso de componentes hidráulicos em paralelo ou através da hidráulica de chaveamento rápido. mediante isto, esta tese de doutorado visa o desenvolvimento de uma nova solução de atuador hidráulico para aplicação em aeronáutica utilizando hidráulica digital. a solução desenvolvida visa o uso de uma bomba digital, válvulas on/off e cilindros multi-câmaras. esta solução foi denominada de digital electro hydrostatic actuator - deha em alusão aos electro hydrostatic actuators – eha. para o projeto do deha, foi desenvolvida uma metodologia para a determinação da quantidade necessária de câmaras para o cilindro e o número de módulos binários para a bomba digital. assim, um cilindro de quatro câmaras e uma bomba digital com três módulos binários foram utilizadas, resultando em 43 diferentes velocidades para o atuador. com a definição do cilindro e da bomba digital, o atuador foi otimizado para um perfil de velocidades desejado utilizando um algoritmo de otimização. para verificar a viabilidade da solução proposta, um modelo matemático utilizando os softwares matlab/simulink e hopsan foi elaborado. além disso, um modelo para o eha e outro para o sha (servo hydraulic actuator) foram elaborados para comparação de resultados e aferição das eficiências. com o intuito de validar o modelo matemático, uma bancada de testes foi construída no laboratório de sistemas hidráulicos e pneumáticos – laship da ufsc, onde diferentes experimentos foram realizados. os resultados obtidos mostram que o deha consegue controlar a posição com erro em regime permanente de 0.27×10-3m e com eficiência energética da ordem de 54%, sendo 29 vezes maior que o sha e 1.2 vezes maior que o eha, o que demostra que o deha pode ser uma solução promissora para o desenvolvimento de atuadores hidráulicos mais eficientes.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.51863

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
2,54% 3,09% 5,21% 3,69% 2,81% 4,23% 18,38% 3,82% 25,06% 2,78% 6,94% 7,11% 3,28% 4,67% 2,33% 4,07%
ODS Predominates
ODS 9
ODS 1

2,54%

ODS 2

3,09%

ODS 3

5,21%

ODS 4

3,69%

ODS 5

2,81%

ODS 6

4,23%

ODS 7

18,38%

ODS 8

3,82%

ODS 9

25,06%

ODS 10

2,78%

ODS 11

6,94%

ODS 12

7,11%

ODS 13

3,28%

ODS 14

4,67%

ODS 15

2,33%

ODS 16

4,07%