INSTITUTO FEDERAL DE MINAS GERAIS CAMPUS ARCOS GERALDO MAGELA GONZAGA JOÃO VICTOR COSTA LEONARDO SIMÕES NASCIMENTO LUCAS DE SOUZA LEMOS DESENVOLVIMENTO DE UM VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO ARCOS 2016 GERALDO MAGELA GONZAGA JOÃO VICTOR COSTA LEONARDO SIMÕES NASCIMENTO LUCAS DE SOUZA LEMOS RELATÓRIO DE TAI Relatório apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Mecânica, do Instituto Federal de Minas Gerais – IFMG como requisito à aprovação parcial de todas as disciplinas. Professor: Dr. Niltom Junior. ARCOS 2016 II AGRADECIMENTOS Agradecemos primeiramente a Deus! Sem Ele jamais teria sido possível a conclusão deste trabalho. Ao nosso amigo Kennedy Junior Vieira, e Rogério Sousa, por terem ajudado no desenvolvimento do projeto, com dedicação e paciência. III EPÍGRAFE “Se eu vi mais longe, foi por estar de pé sobre os ombros de gigantes.” Isaac Newton. IV RESUMO No presente projeto foi construído um VANT movido a um motor elétrico mantido por uma bateria e controlado por meio de servos-motores, receptores, rádio controle e demais acessórios que serão detalhados mais adiante nesse relatório. O projeto foi idealizado pelo grupo e pretende-se com ele alcançar nota suficiente para a aprovação na disciplina de TAI e nas demais disciplinas que também avaliarão o projeto. Construir um VANT requer um esforço especial de cada membro do grupo quando se trata de trabalho em conjunto e trabalho individual. Ademais, quando se realiza tal intento, a saber, a elaboração desse projeto é agregado, para cada um dos membros, muito conhecimento sobre aerodinâmica, motores- propulsores, e parte de aeronaves, além da forma com a qual as disciplinas estudadas podem ser aplicadas no mesmo. Palavras–chave: VANT, aerodinâmica. V Lista de Imagens Figura 1 – VANT .................................................................................................................. 10 Figura 2 – Esboço VANT ..................................................................................................... 16 Figura 3 – Montagem da estrutura ........................................................................................ 16 Figura 4 – Estrutura pronta ................................................................................................... 17 Figura 5 – Asa ...................................................................................................................... 17 Figura 6 – Servos Motores.................................................................................................... 18 Figura 7 – Problema servo motor ......................................................................................... 19 Figura 8 – Servo motor do Leme .......................................................................................... 19 Figura 9 – Leme conectado .................................................................................................. 20 Figura 10 – Entelagem e montagem ..................................................................................... 20 Figura 11 – Servo estabilizador ............................................................................................ 21 Figura 12 – Servo direcionador ............................................................................................ 21 Figura 13 – Aperfeiçoamento trem de pouso ....................................................................... 22 Figura 14 – Servos da asa ..................................................................................................... 22 Figura 15 – Parte elétrica ...................................................................................................... 23 Figura 16 – Componentes elétricos ...................................................................................... 23 Figura 17 – CG ..................................................................................................................... 24 Figura 18 – Asa fixada ......................................................................................................... 24 Figura 19 – Trem de pouso danificado ................................................................................. 25 Figura 20 – Novo trem de pouso .......................................................................................... 26 Figura 21 – VANT FINALIZADO ...................................................................................... 26 Figura 22 – Planos COCKPIT - GA ..................................................................................... 28 Figura 23 – Planos LEME, ESTABILIZADOR - GA.......................................................... 28 Figura 24 – Áreas não definidas - GA .................................................................................. 44 VI Figura 25 – Figura 24: Elipses VANT - Cálculo .................................................................. 45 Figura 26 – Elipse 1 – 20 pontos .......................................................................................... 46 Figura 27 – Elipse 1 – 40 pontos .......................................................................................... 47 Figura 28 – Elipse 2 – 19 pontos .......................................................................................... 49 Figura 29 – Elipse 2 – 37 pontos .......................................................................................... 50 Figura 30 – Elipse 3 – 15 pontos .......................................................................................... 52 Figura 31 – Elipse 3 – 29 pontos .......................................................................................... 53 Figura 32 – Elipse 4 – 10 pontos .......................................................................................... 55 Figura 33 – Elipse 4 – 20 pontos .......................................................................................... 56 Figura 34 – Efeito da asa ...................................................................................................... 59 Figura 35 – Forças Aeromodelo ........................................................................................... 60 Figura 36 – Medidor de Poluição ......................................................................................... 64 Figura 37 – Vistas do VANT ................................................................................................ 65 Figura 38 – Visão Frontal ..................................................................................................... 66 Figura 39 – Visão Superior ................................................................................................... 67 Figura 40 – Lateral Esquerda................................................................................................ 68 Figura 41 – VANT 3D .......................................................................................................... 69 VII Lista de Quadros Quadro 1 – Cronograma de execução................................................................................... 27 Quadro 2 - Velocidade Média .............................................................................................. 58 Quadro 3 - Aceleração Média ............................................................................................... 58 Quadro 4 – Energia Cinética ................................................................................................ 61 Quadro 5 – Força Resultante ................................................................................................ 61 Quadro 6 – Velocidade nos Eixos 1 ..................................................................................... 61 Quadro 7 – Velocidade nos Eixos 2 ..................................................................................... 62 Quadro 8 – Velocidade nos Eixos 3 ..................................................................................... 62 SUMÁRIO AGRADECIMENTOS .......................................................................................................... II EPÍGRAFE ........................................................................................................................... III RESUMO ............................................................................................................................. IV LISTA DE IMAGENS .......................................................................................................... V LISTA DE QUADROS ....................................................................................................... VII 1 - INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 10 1.1 – Pequeno histórico sobre o VANT ................................................................................ 10 1.2 - O conceito VANT desse projeto .................................................................................. 11 2 - JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 12 3 - REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................... 12 4 - OBJETIVO GERAL ....................................................................................................... 12 5 - OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................................... 13 5.1 - Metas ............................................................................................................................ 13 6 - MATERIAL UTILIZADO .............................................................................................. 13 7 - METODOLOGIA ........................................................................................................... 14 7.1 - Metodologia utilizada na fabricação do projeto ........................................................... 15 7.1.1 - Abordagem de Pesquisa ............................................................................................ 15 7.1.2 – Fabricação do projeto ............................................................................................... 15 8 - CRONOGRAMA ............................................................................................................ 27 9 – APLICAÇÃO DAS DISCIPLINAS ............................................................................... 28 9.1 - Aplicação de Geometria Analítica no projeto VANT .................................................. 28 9.2 - Aplicação de Cálculo 1 no projeto VANT ................................................................... 45 9.3 - Aplicação de Física 1 no projeto VANT ...................................................................... 58 9.4 - Aplicação de CTS no projeto VANT ........................................................................... 63 9.5 - Aplicação de Desenho técnico no projeto VANT ........................................................ 65 10 - CONCLUSÕES ............................................................................................................. 70 REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 71