PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Tese de Doutorado 2017

Método para análise de falhas por grafos de ligação e simulação dinâmica de um sistema de freios de aeronave

Autor

Mário Maia Neto

Orientador

Área de Concentração

Projeto Aeronáutico, Estruturas e Sistemas Aeroespaciais

Data de Defesa

18/12/2017

Número da Tese

74098

Resumo

Devido à grande complexidade associada aos sistemas aeronáuticos contemporâneos, a utilização de ferramentas que possibilitem a identificação antecipada de falhas potenciais e seus efeitos torna-se atualmente uma necessidade cada vez mais eminente no desenvolvimento desses sistemas. Diante desse cenário, o emprego de técnicas de modelagem que permitam a análise do comportamento de sistemas em condições operacionais normais e em modos particulares de falhas representa uma prática crescente na indústria. O presente trabalho tem por objetivo apresentar um método de modelagem e simulação, complementada pela aplicação de modelos paralelos elaborados por meio da técnica de grafos de ligação e que contemplem elementos representativos de efeitos típicos de falhas, a ser empregado como ferramenta de suporte à definição de requisitos e análise de segurança em um sistema aeronáutico, assim como no auxílio da identificação antecipada de falhas e problemas operacionais observados ao longo de sua operação. A partir de simulações de um modelo computacional parametrizado em LMS Amesim® e de análises qualitativas dos modelos parasitados em grafos de ligação, conforme designados ao incluírem os efeitos indesejados de pane do sistema, desvios nos sistemas de interface e condições operacionais particulares, o método apresenta a vantagem de combinar a agilidade da modelagem física computacional com a facilidade interpretativa do método de grafos de ligação, propiciando assim uma análise preliminar rápida e orientada na identificação de falhas em sistemas de aeronaves por meio do uso de uma matriz binária designada de Matriz de Falha e Efeito. Como estudo de caso, o sistema de freios de uma aeronave, equipado com o sistema de antiderrapagem (do inglês, "antiskid system"), é utilizado. Presente desde a década de 1940 em diversas aeronaves, o sistema de antiderrapagem permite uma frenagem satisfatória e segura da aeronave nas condições previstas de operação, através da prevenção do travamento das rodas sob a ação do sistema de freios. Dessa forma, o método de análise de falhas proposto e desenvolvido neste trabalho é aplicado a modelos validados do sistema de freios, de suas interfaces e da dinâmica longitudinal da aeronave, para a avaliação dos potenciais efeitos dessas falhas sobre os sinais provenientes de sistemas de supervisão, em resultados de testes de manutenção ou na própria sensibilidade da tripulação durante a operação da aeronave. Os resultados em questão são a base para o desenvolvimento de um exemplo da Matriz de Falha e Efeito para o respectivo sistema.

Palavras-chave

Análise de falhas Gráficos de ligação Dispositivos antiderrapagem Simulação computadorizada Engenharia mecânica