Rastreamento de Modos e Análise Intramodal de Aeroelasticidade de uma Aeronave Muito Flexível com o uso de Autovalores e Autovetores.

Abstract

Uma aeronave flexível modelada com a metodologia NFNS_s foi utilizada como base para a realização de análises em aeroelasticidade. Rotinas adicionais foram implementadas para que o processo de aquisição das matrizes de autovalores e autovetores obtidas em cada condição trimada se tornasse rápido e possibilitasse o correto manejo dos dados, em especial para que o ordenamento estivesse na sequência correta (rastreamento de modos). Além disso, as rotinas possibilitaram a filtragem dos dados e extração das informações relativas à frequência, taxa de amortecimento, fase e amplitude. Estes resultados foram utilizados em uma análise intramodal como meio para realizar a proposição do mecanismo físico do flutter. Isto é, uma avaliação das componentes de torção e flexão foi feita internamente nos modos aeroelásticos filtrados para identificar regimes de instabilidade e o que ocorre dentro de cada um dos modos aeroelásticos selecionados. Em adição, dois estudos de sensibilidade foram efetuados para mensurar os principais efeitos originados pela variação do posicionamento do eixo de flexão e mudança das rigidezes das asas da aeronave. Dentre os principais resultados obtidos com a pesquisa, pode-se destacar a importância da fase nas análises físicas do mecanismo de flutter, visto que os saltos de fase modificaram o mecanismo físico de ação, e que o modo em que o fenômeno foi encontrado é aquele em que a componente de torção é equiparada à flexão em termos de amplitude. Já no primeiro estudo de sensibilidade feito, pode-se diagnosticar que a alteração do eixo de flexão sentido ao bordo de fuga tende a incrementar a componente de torção e reduzir a componente de flexão. No segundo estudo de sensibilidade, referente à alteração de rigidez, os valores mostraram que a rigidez exerce papel fundamental na prevenção de flutter, pois altera o comportamento das curvas de amplitude e fase, sendo que uma rigidez maior inibe saltos nos valores de fase e variações bruscas nas amplitudes das componentes do modo. Para reforçar os resultados encontrados, duas simulações não lineares foram realizadas, sendo uma abaixo da velocidade de flutter e outra na velocidade de flutter calculada.