PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 1991

Desempenho ótimo de aviões voando em "wind-shear"

Autor

José Luiz Rocha Belderrain

Orientador

  • Orientador Pedro Paglione

Área de Concentração

Mecânica do Voo e Dinâmica Orbital

Data de Defesa

01/12/1991

Número da Tese

000200398

Resumo

Esta dissertação considera a aplicação da teoria de controle ótimo a um avião que está voando através de "wind-shear"; para reduzir o efeito da força desaceleradora aplicada pela massa de ar que pode ser da mesma ordem de magnitude que o arrasto total da aeronave o índice de desempenho escolhido é a minimização dos desvios da trajetória atual em relação a uma trajetória nominal. O cenário do problema e o modelamento matemático são bastante realistas, tendo sido utilizado para a aeronave um modelo de corpo rígido. Foi com sucesso tanto pelo método "exato" (estrutura de contato) como por um método aproximedo uma limitação de ângulo de ataque. Para resolver o problema matemático resultante (sistema de equações diferenciais ordinárias com múltiplas condições de contorno) foram utilizados, conjuntamente, o método dos múltiplos tiros e um método de homotopia modificado. Desta forma, foram obtidas várias trajetórias ótimas, onde se nota que a estratégia básica de controle é a manutenção da velocidade em relação ao solo. Algumas leis de controle simplificadas foram analisadas; as leis de atitude longitudinal constante, de realimentação do ângulo da trajetória e de realimentação da aceleração na direção da trajetória apresentaram um desempenho semelhante, ligeiramente inferior ao ótimo. Possivelmente, uma lei de controle mais elaborada conseguiria reproduzir, com boa aproximação, as trajetórias ótimas.

Palavras-chave

Mecânica de vôo Dinâmica de vôo Aeronaves Otimização Controle ótimo Controle de vôo Aerodinâmica Aeronaves Física