PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation 2019

Calibração de sistemas anemométricos de helicópteros com uso de GPS diferencial

Author

Fernando Lucas Soares Corrêa

Advisor

Concentration Area

Propulsão Aeroespacial e Energia

Defense Date

14/03/2019

Thesis Number

75607

Abstract

Este trabalho e analisa a adequabilidade da utilização de equipamento GPS diferencial (DGPS) para a determinação de erros do sistema anemométrico de helicópteros por meio de ensaios em voo. Os experimentos são conduzidos utilizando a aeronave H-50 (AS 350). Uma vez que o erro associado ao tubo de Pitot não pode ser desprezado em helicópteros, duas metodologias já conhecidas que utilizam o DGPS como ferramenta de obtenção de dados foram adaptadas. Resultados de Ensaios em voo com a utilização de técnica clássica validada e conhecida são apresentados para fins de comparação com os dados obtidos por meio das técnicas propostas. Os dados são reduzidos por meio de equacionamentos matemáticos e programas computacionais em plataforma MatLab®, adaptados especialmente para a pesquisa. A primeira metodologia proposta utiliza três passagens estabilizadas para cada velocidade requerida dentro do envelope de velocidades desejado; a trajetória descrita assemelha-se a uma folha de trevo, o que sugere o nome do método: "trevo". A segunda metodologia utiliza-se de uma manobra de aceleração e desaceleração em proas defasadas de 90°, formando um desenho semelhante a um quadrado (windbox), sem a necessidade de realizar estabilizações. A redução de dados é realizada por iterações de parâmetros estimados com a utilização de análise das saídas (output-error) até a convergência dos resultados para diferenças mínimas entre o parâmetro estimado e o obtido em voo. Os resultados permitem verificar a adequabilidade de ambos os métodos propostos do ponto de vista quantitativo, com resultados similares dentro das incertezas calculadas de 0,3 mbar a 0,5 mbar e intervalo de confiança de 95%. Qualitativamente, a manobra windbox com estimação de parâmetros (output-error), apresentou melhores resultados quanto à economia de recursos materiais e humanos sem degradação da qualidade da calibração. Os resultados obtidos com a metodologia DGPS mostram-se satisfatórios, demonstrando que o método windbox com estimação de parâmetros pode ser utilizado na determinação dos erros de posição de helicópteros com economia de recursos em comparação com os métodos clássicos.

Keywords

Ensaios em voo Calibração Anemômetros Sistema de posicionamento global Instrumentos de medição Medidas de velocidade Helicópteros Engenharia aeronáutica