
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


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%