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Aviões da SAE Brasil AeroDesign voltarão ao aeroporto de São José dos Campos após 2 anos

Depois de dois anos de edições virtuais, por conta das restrições de convívio social devido à pandemia da Covid-19, os aviões da grande competição SAE Brasil AeroDesign estarão de volta ao aeroporto de São José dos Campos daqui a menos de um mês.

Neste ano, a 24ª edição do evento nacional de engenharia aeronáutica acontecerá entre os dias 3 e 6 de novembro.

A tradicional competição de projeto e construção de aviões rádio-controlados, que reúne quase 100 equipes universitárias de todo o país, e até algumas do exterior, acontece anualmente nas instalações do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e em área operacional do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), utilizando um trecho da taxiway do Aeroporto Internacional Professor Urbano Ernesto Stumpf para as decolagens e pousos das aeronaves.

Concebido principalmente por Engenheiros da Embraer, o regulamento da competição desafia os estudantes a desenvolverem todo o projeto teórico de uma aeronave, e depois construí-la para demonstrar em voo a capacidade de atender à missão definida no regulamento.

O projeto da aeronave deve ser executado exclusivamente pelos integrantes da equipe, ficando proibido qualquer tipo de consultoria externa no projeto, assim como também a construção, com exceção de processos que demandem maquinário específico, como corte a laser, usinagem, etc, e os testes de voo.

Para se tornar campeã, a equipe precisa mais do que apenas um avião que voe bem a missão. Precisa garantir boas pontuações em diversos aspectos, como o relatório do projeto, a apresentação oral e certos bônus a serem conquistados, entre outros:

Competição de Projeto: as equipes apresentarão seus projetos e demonstrarão seus cálculos para determinar a pontuação máxima que o avião pode obter, bem como os diversos critérios utilizados para definição da aeronave. Nesse contexto, entende-se por “projeto” todo o raciocínio, devidamente justificado, utilizado para conceber a proposta de aeronave desenvolvida pela equipe para participar da Competição.

Competição de Voo: determina a carga máxima que cada avião pode carregar, a eficiência estrutural, o peso vazio real da aeronave, sua confiabilidade e vários outros aspectos. A precisão do projeto (acuracidade) e precisão construtiva também são levados em conta no resultado. Os itens pontuados na competição de voo variam conforme a categoria.

Como de costume, há três classes em que as equipes podem se inscrever: Micro, Regular e Advanced.

Classe Regular

Na classe Regular, a mais popular, com 60 equipes inscritas, o objetivo é que alunos de graduação projetem um avião otimizado para transporte de carga, que seja monomotor (elétrico ou a combustão, conforme as opções e limitações indicadas no regulamento) e tenha no máximo 2,5 metros quando somada a altura com a envergadura, e no máximo 60 centímetros de altura.

A carga transportada consiste na soma dos pesos das placas de peso levadas pela equipe mais o suporte de carga, e o peso total de avião + carga transportada não pode exceder 20 kg.

A pontuação de voo será maior quanto mais carga for transportada, porém, o resultado também tem influência de um peso de avião vazio condizendo com o previsto no projeto, de uma boa previsão do peso máximo de carga que será levado, da distância de parada após o pouso, do tempo de retirada da carga e da nota do relatório de projeto, portanto, além da parte teórica resultar em pontuação para a equipe, ela também melhora ou piora a pontuação de voo, fazendo com que seja fundamental fazer um bom trabalho em todos os aspectos, desde a teoria até a construção.

Nesse ano, o regulamento tem um novo requisito que busca aproximar ainda mais a competição da realidade. Os aviões devem passar acima de um obstáculo de 70 cm de altura no final da pista na decolagem e no início da pista na aproximação de pouso, simulando as alturas que aeronaves pilotadas geralmente passam sobre as cabeceiras.

Classe Advanced

Na classe Advanced, de maior complexidade/desafio e podendo contar com alunos de pós-graduação (stricto sensu) ao invés de apenas graduação, há 9 equipes inscritas.

Nesse caso, o regulamento define que os aviões podem ter mais de um motor, podendo ser motores com injeção eletrônica, motores 4 tempos, metanol, etanol, wankel, motores elétricos e outros. São proibidos os propulsores a reação (turbinas e foguetes).

O uso de giroscópios e de qualquer tipo de sistema de controle automático é permitido.

O avião também deve transportar carga em seu interior durante o voo para computar pontuação, e o limite máximo de peso de avião vazio + carga transportada também é de 20 kg, mas sem limitações dimensionais. Porém, há outros requisitos mais complexos de missão.

A aeronave deve possuir um sistema embarcado capaz de medir e gravar o horário e o tempo de voo.

A gravação do horário deve ser em segundos, iniciando-se no 0 (zero) às 00:00:00 do dia (horário de Brasília), portanto, é necessário que o sistema possua um relógio embarcado. Exemplo: para um voo que se inicia às 14:25:32,3 (14h, 25min e 32,3 s), este parâmetro deve estar indicando 51932,3 segundos.

Assim sendo, o avião precisa ter um sistema que automaticamente identifique os momentos em que aconteceram a decolagem e o pouso e processe os dados, e esses dados processados de horário e tempo do voo deverão ser repassados à Comissão Técnica da competição logo após o voo.

O sistema de aquisição e transmissão pode possuir componentes encontrados comercialmente, porém, não pode se caracterizar como sendo um pacote completo vendido comercialmente. Sistemas programáveis, como placas Arduino, por exemplo, podem ser utilizados.

Além do requisito acima, há também a missão de capturar uma imagem de um alvo em solo durante o voo através de uma câmera embarcada, resultando em alijamento automático de uma carga.

O alvo será representado por um quadrado de lado com medida de aproximadamente 70 centímetros, contendo um Código QR (Quick Response). O código conterá um texto representando um número decimal inteiro de valor maior ou igual a 1 e menor ou igual a 15, que deverá ser decodificado pela equipe, de forma automática pelo sistema embarcado no avião.

A aeronave deverá carregar quatro bolas de tênis, que deverão estar numeradas de 1 a 4. O arranjo das bolas de tênis na aeronave deverá ser definido pela própria equipe, desde que cada bola esteja segregada das demais e instaladas em algum mecanismo de alijamento (por exemplo, pilones sub-alares, compartimentos separados dentro da fuselagem, etc). Ao traduzir o código QR descrito no parágrafo anterior, cada bit da representação binária representará uma das bolas.

Caso o valor do bit seja igual a “1”, a bola de tênis associada àquele bit deverá ser alijada; caso o bit seja igual a “0”, a sua respectiva bola de tênis deverá continuar a bordo da aeronave até o final da missão.

O alijamento deverá ser automático e efetuado imediatamente após a identificação e tradução do código QR. A imagem estará disposta virada para cima e protegida lateralmente por uma barreira opaca de 0,5 metros de altura, de forma a bloquear a visão do código por parte das pessoas no solo.

Um operador de vídeo (integrante da equipe) pode opcionalmente guiar o piloto para que faça a aeronave sobrevoar o alvo, de forma que possa enquadrar a imagem a ser capturada através do auxílio de uma mídia que mostre em tempo real o vídeo durante o voo.

O operador de vídeo poderá se utilizar de qualquer tipo de display portátil (smartphone, tablet, notebook, etc.) capaz de exibir as imagens enviadas pela câmera (por exemplo, através de conexão WiFi direta no dispositivo, através de aplicação mobile ou via receptor dedicado conectado ao dispositivo).

O piloto não deve desviar o olhar da aeronave com a finalidade de observar o display do vídeo enviado pela câmera.

Na classe Advanced também há bonificações, semelhantes às descritas na classe Regular, porém, há outras, como, por exemplo, uma pela qualidade da aquisição dos dados de voo e também uma por uso de HUD (Head-Up Display) – aquela telinha transparente com informações de voo que alguns aviões possuem à frente da visão do piloto.

Para conquistar essa bonificação, a equipe deverá gravar durante o voo (no sistema embarcado ou na estação de solo) um vídeo com a representação gráfica dos parâmetros gravados sobrepostas a um display, que deverá conter um horizonte artificial sobreposto à imagem de vídeo do horizonte real, similar ao HUD. O vídeo deverá ser entregue à Comissão Técnica.

Classe Micro

Na classe Micro, com 22 equipes inscritas, também é liberada a participação de alunos de pós-graduação (stricto sensu) além dos de graduação.

Eles deverão também deverão projetar uma aeronave que transporte o máximo de carga quanto possível, porém, obrigatoriamente com motorização elétrica. O uso de giroscópios e de qualquer tipo de sistema de controle automático também é permitido.

Nessa categoria, apesar de não ter limitações dimensionais, deve-se cumprir outro requisito que torna as dimensões limitadas: a aeronave deve ser rapidamente montável e desmontável, e caber desmontada em uma caixa em formato de paralelepípedo com volume interno de no máximo 0,036 m³.

A aeronave desmontada, incluindo baterias, receptor e demais ferramentas (chaves de fenda, alicates, etc.) necessárias para a montagem e desmontagem, deve caber na referida caixa, e esta de ser facilmente transportada por uma pessoa, pesando no máximo 7 kg (peso da caixa mais todo o conteúdo dentro).

A aeronave deve ser projetada de forma que, a partir da caixa de transporte, apenas duas pessoas sejam capazes de montá-la e desmontá-la rapidamente (tempo recomendado, menor que 2 minutos).

Outro desafio às equipes é que o compartimento de carga da aeronave poderá ser projetado com as dimensões que a equipe desejar, porém, dentro desse compartimento deve ser possível colocar um bloco padrão em formado de paralelepípedo, a ser fornecido pela competição, de 210mm x 140mm x 100mm. O formato (ou posicionamento) do compartimento fica a critério da equipe e o bloco deve ser capaz de ser inserido com folga nas três faces.

No que diz respeito ao voo, para estar apta a realizar uma Missão Completa a equipe precisará primeiramente realizar uma Missão Inicial bem sucedida. A Missão Inicial é composta por três etapas: Montagem, Voo e Desmontagem.

Cada etapa da missão será cronometrada e a pontuação dependerá da massa de carga paga transportada pela aeronave e a soma dos tempos para executar cada etapa.

Após a cronometragem da montagem, a aeronave é levada à área de voo e deve decolar em uma plataforma de 4,2 metros de comprimento por 82 cm de largura, a aproximadamente 90 cm de altura, posicionada sobre a grama.

Em seguida, deve realizar uma volta de 180 graus após percorrer uma distância de 70 metros, realizar outra volta de 180 graus após mais 140 metros (70 metros da plataforma de decolagem, para o sentido contrário) e realizar um pouso em até 100 metros na pista de pouso.

Após o voo válido a Equipe se deslocará com um fiscal até a zona de desmontagem. Lá retirará a carga paga e entregará a um fiscal. Após isso, deverá realizar a desmontagem da aeronave, que será cronometrada.

Após ter realizado a Missão Inicial bem sucedida, a partir da segunda bateria as equipes poderão optar por realizar uma Missão Completa.

Para a Missão Completa, a equipe deverá se apresentar na inspeção de segurança com o avião montado. Ela é composta por 4 etapas: deslocamento, montagem, voo e desmontagem. A missão será cronometrada e a pontuação dependerá da massa de carga paga transportada pela aeronave e o tempo para executar a missão completa.

Também há bonificações pode diversos aspectos, de maneira semelhante ao que visto nas duas categorias anteriores.

Sobre a competição SAE AeroDesign

A Competição SAE AeroDesign ocorre nos Estados Unidos desde 1986, tendo sido concebida e realizada pela SAE International, sociedade que deu origem à SAE BRASIL em 1991 e da qual esta última é afiliada.

A partir de 1999 esta competição passou a constar também do calendário de eventos estudantis da SAE BRASIL. Ao longo de todos esses anos de existência o AeroDesign no Brasil tornou-se visivelmente um evento crescente em quantidade e qualidade dos projetos participantes.

Esta evolução foi uma resposta direta às exigências técnicas por parte das Regras da Competição. A evolução, presente nas aeronaves atuais frente a suas precursoras é considerável, não somente sob o ponto de vista construtivo, mas também nos métodos de projeto utilizados, estes últimos desenvolvidos com o uso de ferramentas sofisticadas criadas pelas próprias equipes.

Certamente esta evolução se reflete também em cada um dos participantes através de maior aprendizado e formação profissional mais sólida.

Em todas as edições precedentes do SAE AeroDesign, a Comissão Técnica sempre teve como um dos seus principais objetivos uma ativa contribuição à formação profissional de todos os participantes. Não apenas um incentivo à formação na área técnica, mas também nos aspectos organizacionais, através do fundamental e importantíssimo “trabalho em equipe”, item tão importante no mundo da engenharia atual.

“Esperamos que esta edição da competição SAE AeroDesign seja mais um marco evolutivo das equipes. Que a imagem da competência, conhecimento, solidariedade, amizade e elevado nível técnico presente em toda a história do AeroDesign esteja também presente nesta nova competição que há de vir. A Comissão Técnica sente-se honrada e feliz em elaborar desafios cada vez maiores para as equipes, tendo a certeza de que estes serão cada vez mais bem respondidos”, declara a Comissão Técnica.

Com informações do Regulamento da SAE AeroDesign Brasil 2022

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