AE AeroDesign

AE AeroDesign - OBJETIVOS


A competição AeroDesign, patrocinada pela SAE (Society of Automotive Engineers), é um desafio de projeto aberto para estudantes universitários de graduação. A competição é normalmente efetuada nos Estados Unidos e envolve representantes de escolas de engenharia de vários países e, a partir de abril de 2000, também do Brasil.

Os projetos são julgados por uma variedade de áreas. A pontuação é dada segundo segue:

* Preparação dos Relatórios
* Plantas
* Apresentação Oral
* Peso Máximo Carregado
* Acuracidade e Previsão do Peso Carregado

A fim de competir, a Escola deve projetar, documentar, construir e voar um aeromodelo rádio controlado para elevar o máximo peso possível. O avião deverá alçar vôo em 61 metros, circular o campo pelo menos uma vez e aterrissar em 122 metros. O avião deverá utilizar um motor padrão não alterado, utilizar o combustível fornecido na competição e ter menos de 7750 centímetros quadrados de área projetada e construída.

Para tornar um avião capaz de carregar um peso máximo, uma série de possibilidades e objetivos devem ser observados a fim de garantir o sucesso do projeto:

1. Projeto Preliminar
2. Procura de Patrocínio
3. Cálculos
4. Suporte Experimental
5. Detalhes de Projeto
6. Desenhos
7. Construção
8. Preparação do Relatório
9. Apresentação oral
10. Teste de Vôo
11. Competição

Uma vez que todos estes objetivos estejam cumpridos, a equipe estará alcançando o sucesso do projeto.






OBJETIVO E ESCOPO


A competição SAE AeroDesign é destinada a estudantes de graduação que deverão conceber, projetar, fabricar e testar um avião. A competição será denominada CLASSE REGULAR. Esta competição SAE foi criada para dar aos estudantes de Engenharia e Ciências Aeronáuticas uma oportunidade de aplicar os conhecimentos aprendidos na sala de aula em problemas práticos promovendo um projeto educacional e desafiador a fim de estimular o interesse, tanto em projeto aeronáutico, como na SAE.

As equipes poderão ser constituídas por vários estudantes, porém por motivos de natureza financeira, a SAE poderá restringir a participação de todos os estudantes em alguns eventos caso seja necessário, bem como restringir o número de tickets de alimentação, alojamento e camisetas.

A equipe deverá projetar e construir um avião rádio controlado baseado em um motor definido e área projetada de 7750 cm². A competição verifica a habilidade de cada equipe em prever o desempenho do seu projeto, assim como a habilidade de cada avião em transportar o maior peso, respeitando o limite de 61 metros para decolagem.

A competição é dividida em duas partes - projeto e vôo. Na competição de projeto, as equipes apresentarão seus projetos e demonstrarão a precisão de seus cálculos em determinar a carga máxima que o avião pode carregar. A competição de vôo determina a carga máxima que cada avião pode carregar

Nota: Todos os integrantes da equipe receberão Certificado de Participação.

Sem intenção de prejudicar alguma equipe, mas de permitir melhor prosseguimento da competição, qualquer aspecto destas regras poderá ser alterado pelo comitê antes ou durante a competição se necessário. Estas alterações serão comunicadas em momento oportuno, e quando possível os capitães das equipes serão consultados.

ELIGIBILIDADE

A competição é limitada a estudantes de graduação associados à SAE.

Apesar de que o projeto e construção devam ser feitos pelos estudantes, o piloto não precisa ser um membro da equipe. Se o piloto não faz parte da equipe e somente estiver voando o avião, não é necessário que ele seja um membro da SAE. O piloto deverá ser experiente e certificado regularmente na ABA.

Nota: Para os casos de impossibilidade de um piloto, a comissão organizadora poderá disponibilizar suplente, nos termos do Apêndice 6.


CONFIGURAÇÃO DO AVIÃO
4.2 Limitações de Área

A área projetada do avião está limitada ao valor máximo de 7750 cm².

A área projetada do avião é definida como a área de todo o avião projetada
verticalmente sobre o plano horizontal, incluindo, quando presentes:
- asas;
- fuselagem ;
- empenagem e superfícies auxiliares (por exemplo: estabilizadores vertical e horizontal, "canard", etc.);
- dispositivos hipersustentadores (por exemplo: "flaps", "slats", "spoilers", etc);
- extensão do eixo do motor;
- spinner da hélice;
- extensão do escapamento do motor
- trem de pouso;
- suportes estruturais.

O cálculo da área projetada máxima da aeronave deve ser feito com todas as superfícies móveis da aeronave estendidas e/ou defletidas até as posições em que produzam a maior contribuição possível para o total da área projetada.

Essas superfícies devem incluir, quando presentes: "flaps", "slats", "spoilers", ailerons, profundores e lemes.

Em caso de existirem superfícies externas da aeronave, em contato com a atmosfera, que se sobreponham verticalmente (na direção da projeção da área) umas às outras, a área projetada comum às várias superfícies deve ser adicionada separadamente ao total da área projetada da aeronave. Exemplos típicos em que essa medida deve ser utilizada, quando aplicável, são:
- Asas, estabilizadores, derivas ou "canards" em configuração de biplano, triplano ou multiplano;
- Dispositivos hipersustentadores (por exemplo: "flaps" uma ou mais fendas, "slats", "slots", "spoilers", etc) ou de controle (por exemplo: ailerons, profundores e lemes com fendas);
- Trem de pouso sob as asas ou outras superfícies.

A contribuição da hélice para a área projetada da aeronave não deve ser considerada.
4.3 Motor, Hélices e Combustível

4.3.1 O motor deve ser um K&B .61 RC/ABC original (10.1 cc) tipo glow e escapamento original do motor (PN 61-7). Os motores especiais não serão aceitos. A inspeção e verificação do motor poderão ser feitas pelos juizes da competição a qualquer instante. Um espaçador, ou extensão entre o motor e escapamento é permitida e sua área projetada deverá ser incluída na seção 4.2. O motor K&B com eixo reverso para configurações pusher também é permitido.

4.3.2 Hélices múltiplas, hélices envolvidas e ducted fans são permitidas. Contudo fica proibido o uso de hélices metálicas. Um spinner ou porca de segurança devem ser utilizadas também e estar seguramente fixados

4.3.3 Caixas de transmissão, correias e eixos de hélice são permitidos desde que a relação de rotação entre motor e hélice seja de um para um. As hélices deverão girar à mesma RPM do motor.

4.3.4 O tanque de combustível deve ser acessível para determinar seu conteúdo durante a inspeção. O combustível deve ser pressurizado por meios normais somente, ou seja, sem a utilização de bomba . O tanque de combustível será reabastecido antes de cada vôo pelos fiscais da competição. O combustível terá 10% de nitrometano e será fornecido pela SAE.
4.4 Compartimento de Carga

O avião deverá ter um compartimento de, no mínimo, 4800 cm3 para o posicionamento da carga . Quando o avião estiver pronto para voar, o compartimento deverá estar totalmente fechado. Não existem restrições de como o peso será inserido no compartimento. O volume do compartimento será verificado durante a inspeção técnica e do projeto. O compartimento poderá ser maior para permitir o posicionamento da carga e ajuste do centro de gravidade.

O compartimento de carga deverá ser mostrado claramente na planta, com suas dimensões incluídas e o correspondente volume deverá estar incluído na tabela de dados.

4.5 Carga Útil e Suporte de Carga

4.5.1 A carga útil deve consistir na montagem de um suporte e placas como mostrado no Apêndice 1A e 1B. A montagem do suporte deverá ser feita a partir de um perfil "U" padrão (recomendado) ou folha de alumínio dobrada. A placa deverá garantir que a distribuição de peso seja homogênea como requerido na seção 4.5.2. Veja o Apêndice 1B para as dimensões padrão e restrições.

4.5.2 A carga útil não pode contribuir na estabilidade estrutural (centro de gravidade) do avião, mas deve ser fixada no compartimento para impedir sua movimentação durante o vôo. A carga útil total consiste na soma dos pesos das placas mais o suporte. O suporte deverá ser pesado na presença dos fiscais. O avião que não permitir a retirada do suporte para pesagem não terá este peso incluído na carga útil. A distribuição de peso na montagem da carga útil e as placas deve ser homogênea de maneira que a localização horizontal do centro de gravidade coincida com o centro geométrico como projetado. Os juizes irão verificar na competição.

Nota: as placas de chumbo serão fornecidas pela SAE durante a competição somente.






6. REGRAS DA COMPETIÇÃO

A competição é dividida em duas categorias - projeto e vôo. Na competição de projeto, a equipe apresentará seu projeto e demonstrará a acuracidade de seus cálculos na previsão da máxima carga útil que poderá ser carregada pelo avião. A competição de vôo determina qual avião carregará o maior peso.

A equipe deverá enviar à SAE Brasil:

- 5 conjuntos encadernados contendo: 1 cópia do relatório (25 páginas), 1 cópia das plantas (5 folhas), gráfico da estimativa da carga útil (1 folha) e apêndices
- 1 cópia extra da planta em 3 vistas em formato aeronáutico padrão. (1 folha A3)
- 1 cópia extra do gráfico da estimativa da carga útil com a equação linear (1 folha A4)

Todos contendo escola, nome e número da equipe conforme descrito nas seções seguintes.
6.1 Competição de Projeto

A competição de projeto é dividida em quatro etapas: Relatório, Planta, Apresentação e Previsão da Carga Útil.

6.1.1 Relatório 30 pontos

Cada equipe deve submeter cinco (5) cópias do relatório detalhando a metodologia, cálculos e resultados do projeto. O relatório deve conter:

1. descrição detalhada para a carga útil máxima a ser carregada em função da densidade do ar. Esta descrição deve ter a forma de um gráfico representando a carga útil máxima prevista em função da densidade do ar (veja 6.1.3).
2. os métodos e os resultados de desempenho, cálculo de estabilidade e controle, e cálculos estrutural e aerodinâmico para o avião.
3. qualquer análise dinâmica realizada
4. qualquer idéia inovadora ou original do projeto. Não incluir instruções de construção. Descrição de técnicas inovadoras ou únicas de construção e materiais poderão ser incluídas.

O relatório vale trinta (30) pontos e deverá conter no máximo 25 páginas, excluindo apêndices, com espaço duplo, digitadas em papel A-4 utilizando a fonte Times New Roman em tamanho 12. As margens mínimas deverão ser: 2,5 cm à esquerda, 1,25 cm na superior, 1,25 à direita e 1,25 cm na inferior. O relatório deverá ser encadernado de maneira que não possam haver páginas soltas.

Cada relatório deverá ser marcado com o nome e número da equipe, e escola na página de rosto.

O relatório será avaliado quanto ao conteúdo técnico, métodos utilizados, criatividade, organização lógica e clareza. Os relatórios podem ser feitos em português ou inglês.

6.1.2 Planta 30 pontos

Cada equipe deverá entregar cinco cópias detalhadas das plantas do avião. As plantas consistem em cinco (5) folhas tamanho A3 que deverão ser acrescidas e encadernadas com o relatório. Uma folha deve conter desenhos de 3 vistas em formato aeronáutico padrão, ou seja, vista superior do avião no lado superior esquerdo da folha, com o nariz para baixo; abaixo deste, a vista frontal do avião com a vista lateral à sua direita com o nariz do avião para a esquerda da folha (veja Apêndice 2). No topo da vista lateral deverá existir uma tabela com o resumo dos dados do avião incluindo a área projetada dos componentes maiores, sempre no sistema métrico. Os outros quatro desenhos deverão seguir o formato dos desenhos apresentados em qualquer revista de modelismo.

As plantas recebem pontuação de até trinta (30) pontos. Todas as folhas da planta devem estar marcadas com a escola, nome e número da equipe.

A equipe deverá enviar uma cópia extra não encadernada da folha contendo as 3 vistas em formato aeronáutico padrão.

6.1.3 Estimativa da Carga Útil 10 pontos

O gráfico de previsão da carga útil será julgado pela sua clareza e conteúdo técnico.

Nota: os dados deverão ser linearizados sobre uma faixa relevante e o gráfico deverá incluir a equação linear.

Cada equipe deverá prover cinco (5) cópias em tamanho A-4 do gráfico da carga útil estimada em peso x densidade do ar em metros seguindo o formato dado no Apêndice 3. Cada cópia deverá ser encadernada junto com cada cópia do relatório. Estes gráficos serão utilizados para estimar a carga útil prevista durante a competição de vôo, portanto a equipe deverá entregar uma cópia separada em papel milimetrado, com a equação linear, para permitir aos juizes uma rápida avaliação deste. O gráfico deverá ter o nome da equipe e escola no topo, com o número da equipe no canto direito inferior. Este deverá ser feito em formato Landscape.

Nota: a carga prevista será determinada utilizando apenas a densidade do ar. Não serão feitas correções por vento de proa.

6.1.5 Apresentação Oral 30 pontos


A apresentação oral terá livre acesso às equipes participantes desde que não interfiram ou prejudiquem a apresentação atual. Somente 1 aluno da equipe de cada vez poderá fazer a apresentação. Será permitida a interferência de outros integrantes, desde que sinalizada adequadamente e introduzida pelo apresentador. Será permitida a apresentação por mais de um integrante da equipe, desde que as trocas de apresentador sejam pré definidas no início da apresentação e sejam feitas organizadamente.

Interferências de professores ou orientadores da escola não serão permitidas e se acontecer a equipe será penalizada.

Cada equipe terá quinze (15) minutos para a apresentação de seu projeto sem sofrer penalidades. Os critérios de julgamento para a apresentação, incluem a definição dos objetivos do projeto, descrição dos esforços para alcançar esses objetivos e os resultados obtidos. A qualidade da apresentação é também uma parte importante da pontuação. O avião deverá estar completamente montado e ser levado na apresentação para a apreciação dos juizes. Após a apresentação, os juizes terão 5 minutos para formular perguntas referentes ao projeto.

As apresentações orais terão a ordem definida em momento oportuno.

6.2 Competição de Vôo

A competição de vôo consiste em baterias nas quais as equipes tentarão carregar o maior peso possível. O número de pontos para uma equipe será baseado na sua máxima carga útil carregada em um vôo totalmente válido (veja seção 6.2.2) e será calculado da seguinte maneira:

2 pontos para cada 250 gr

Pontos adicionais de carga serão acrescentados baseando-se na exatidão da previsão de carga útil.
O peso mínimo a ser acrescentado em cada bateria será de 125 g e frações destes só serão permitidas em caso de desempate entre os 3 primeiros colocados.

A pontuação de carga útil estimada é calculada pela seguinte fórmula, com os pesos em kilogramas:

[20 – (Carga Útil Prevista – Carga Útil Real)2 ] se positivo, ou então zero (0)

6.2.1 Qualificações

A fim de participar da competição de vôo, a equipe deve ter cumprido todos os requisitos da competição de projeto e ter voado previamente o avião. Sofrerão penalizações os aviões que fizerem o seu primeiro vôo na competição. Uma comissão designada pela SAE Brasil poderá fazer uma visita 60 dias antes do evento a cada equipe para a avaliação do andamento do projeto, recebimento do relatório do projeto, entrega de motores e dos procedimentos operacionais. Uma nova visita dar-se-á 30 dias antes do evento quando os aviões deverão estar aptos a realizar o seu primeiro vôo. A equipe cujo avião não voar nesta visita, sofrerá penalização de 10 pontos.
As equipes serão avisadas com antecedência sobre as visitas.

O avião deve carregar uma massa de 3,0 Kg durante os testes de qualificação no primeiro dia da competição. Este vôo de qualificação do 1° dia será eliminatório, sendo que os dias posteriores (determinados pelo número de equipes restantes) serão dedicados à competição.

6.2.2 Vôo Padrão (vôo totalmente válido)

O avião deverá alçar vôo em uma pista com 61 metros, fazer pelo menos uma volta de 360 graus e pousar na mesma direção da decolagem. A posição inicial do avião é com o trem de pouso principal na marca da linha de partida na pista. O avião deve decolar dentro de 61m ou a tentativa é invalidada. Serão permitidas três (3) tentativas.

Nota: O espaço aéreo disponível será aquele regulamentado pelas normas de segurança para vôo de aeromodelos e deverão ser rigorosamente respeitados. O vôo fora dos limites definidos acarretará na desclassificação da equipe.

O avião deve pousar na mesma direção da decolagem, dentro da área destinada como zona de pouso com 122 metros de comprimento. Toques e arremetidas não serão permitidos. Um acidente invalida a tentativa. Um pouso válido é definido como toque dentro dos 122 metros demarcados e parada

(sem limite de comprimento). A largura permitida para o toque e parada será mostrada na ocasião da competição. Pulos serão permitidos às avaliações dos juizes.

O avião deve decolar e aterrissar com todas as partes para receber os pontos da tentativa. Todas as partes deverão permanecer fixas no avião para uma aterrissagem

Carga Útil

O peso da carga útil e a distribuição homogênea da mesma (veja Seção 4.5) será registrada e verificada pelos juizes antes de cada vôo.

Nota: abrir o compartimento de carga do avião sem a presença de um dos juizes invalidará o vôo.

Combustível

O combustível fornecido pela comissão será o único utilizado durante a competição.

Vôo de Teste

Os Vôos de Teste serão determinados pelo organizador do evento.

Rdada Final

Poderá haver uma rodada entre os finalistas. O número de equipes admitido nesta rodada será determinada pelo organizador da competição baseado nos pontos acumulados de forma que nenhuma equipe com chance de ganhar a competição tenha sido deixada de lado.




Não estar com o avião montado e completo na apresentação oral
10 pontos

Atraso na apresentação oral
2 pontos/minuto

Interrupção por professores e orientadores na apresentação oral
5 pontos

Interrupção indevida por outros componentes da equipe na apresentação oral
2 pontos

Substituição de peças sem notificação
20 pontos

Substituição de peças diferentes do projeto
até 30 pontos

Compartimento de Carga com volume inferior a 4800cm3
250 gr para cada 387 cm3

Falta de gráfico Carga Útil x Densidade do Ar
10 pontos

Falta da equação no gráfico
5 pontos

Área projetada acima de 7750 cm2
125 gr para cada 65 cm2

Modificação do avião em relação ao projeto
20 pontos

Atraso de entrega do relatório completo
5 pontos por dia

Não realizar o vôo na visita dos 30 dias
10 pontos

Realizar o primeiro vôo na competição
10 pontos

Desrespeito ao espaço aéreo delimitado
desclassificação

Protestos infundados
max 25 pontos


8. APÊNDICES

1 Suporte e Placas do Compartimento de Carga

2 Desenho em Três Vistas

3 Exemplo do Gráfico da Carga Útil Estimada

4 Termo de Responsabilidade

5 Datas Limite de Inscrição

6 Termo de Responsabilidade Sobre Troca de Piloto






Datas Limite

1. Entrega do Formulário de Inscrição
30/Abril/2000

2. Primeira Visita e Entrega do Motor
15 a 30 Agosto/2000

3. Entrega do Relatório, Plantas e Gráfico de Prev. da Carga Útil
27/Agosto/2000

4. Segunda Visita
15 a 30 Setembro/2000

5. Início da Competição (apresentação oral)
26/Outubro/2000


6. Competição de Vôo
27 e 28 Outubro/2000