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AKK - Projeto da estrutura PDF Imprimir E-mail
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Por Bruno Ferreira Porto   
04 de December de 2007

O projeto preliminar forneceu informações suficientes para a tomada de decisões referentes à estrutura do foguete. O foguete será inteiramente fabricado em materiais compostos, basicamente madeira balsa, compensados, fibra de vidro e epóxi.

A ogiva e seções tubulares terão estrutura tipo sanduíche, sendo que a balsa faz o papel de núcleo possuindo as faces internas e externas laminadas com malha de fibra de vidro, em matriz de epóxi, direcionada a º45 do eixo longitudinal da seção, como discutido em Arrasto e Restência Mecânica do Foguete . A Figura 99 detalha a configuração da estrutura composta dos tubos e ogiva.

 

Figura 99 - Vista em corte de uma seção tubular do foguete AKK, detalhe da estrutura tipo sanduíche.

Os compósitos são largamente usados na indústria aeroespacial, permitem a criação de peças altamente complexas com insuperável relação peso e resistência mecânica se comparadas a peças equivalentes em metal. Estruturas compósitas tipo sanduíche são interessantes, pois em muitos casos a maior parte dos esforços se concentra na região superficial da peça. A combinação de madeiras e plásticos reforçados com fibra de vidro ou carbono é comum na aviação desportiva e em aeromodelos radio controlados de alto desempenho. O material também é prontamente encontrado no mercado e a manufatura é simples.

O foguete será composto de sua fuselagem tubular com seção uniforme ao longo de seu comprimento. O perfil da ogiva foi selecionado a partir da velocidade máxima obtida no projeto preliminar e com auxilio da Figura 50 , página 105, sendo que opção foi a ogiva com perfil x^1/2 Power Series. As aletas serão compostas de um núcleo de compensado aeronáutico laminado com fibra e epóxi. O perfil das aletas será do tipo plano com bordos chanfrados, pois possui excelentes características aerodinâmicas e grande facilidade de produção. Serão produzidas com núcleo em compensado 4 mm e laminadas externamente com fibra de vidro e epóxi. Os pontos de ancoragem e a parede de fogo serão discos de compensado 15 mm, também laminadas, possuindo uma aba na direção das junções em fibra e epóxi.

O sistema de recuperação de duplo estágio será acomodado em uma única seção e a técnica de separação de seções, discutida Sistemas de Recuperação. A razão é por ser mais simples e não exigir maior complexidade estrutural. Os pára-quedas, cordão umbilical e os dispositivos de ejeção ficarão acondicionados na seção central do foguete. A eletrônica de bordo e suas baterias ficarão na seção frontal e sua distribuição final vai definir o centro de gravidade. O foguete terá duas junções, a primeira, junção A da Figura 100 une a seção frontal à central e será fixada por parafusos as duas seções para permitir a instalação da eletrônica e a preparação dos dispositivos de ejeção, que serão fixados nessa junção para estarem próximos aos sistemas que os ativam. A junção B é a parede de fogo e o ponto de separação das seções para a recuperação. Esta é parte integrante da cauda e possui uma aba mais longa para impedir o escape dos gases de pressurização, permitindo que as seções adquiram energia cinética durante a separação, como discutido em Sistemas de Recuperação. O comprimento da aba, x_aba, será estudado durante o projeto do sistema de recuperação. A aba não deve ter seu comprimento mínimo nessa configuração, pois a região sofrerá esforços de torção, pelo momento em relação à ogiva e aletas, portanto, o menor valor admitido para a aba será de 50 mm, sendo que seu máximo recomendado é de 80 mm, de acordo com Sistemas de Recuperação. A ancoragem será em cada uma das junções, como também pode ser visto na figura.

 

Figura 100 - Configuração geral do foguete AKK, neste estágio de desenvolvimento. Medidas em mm.

O protótipo virtual 3D acima foi projetado na plataforma CAD SolidWorks. O modelo contém todos os detalhes da estrutura, incluindo a configuração das camadas de laminação, além de versões preliminares do motor, sistema de recuperação e eletrônica de bordo (não mostrados na Figura 100). Seu principal propósito nesta fase é prover dados referentes ao centro de gravidade, de diferentes configurações geométricas do foguete, com e sem propelente. A resistência mecânica será estudada em conjunto com a estabilidade aerodinâmica e arrasto no artigo seguinte.

Última Atualização ( 11 de December de 2007 )
 
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