Projeto preliminar de paraquedas de uso aeroespacial

Abstract

O objetivo deste trabalho é elaborar uma metodologia matemática e respectiva implementação numérica que possa ser utilizada no projeto preliminar de uma dada classe de sistemas de recuperação baseados em paraquedas. O modelo matemático permite a inclusão de requisitos de projeto em sua formulação. A metodologia considera a geometria do paraquedas na estimativa do processo de abertura, viabilizando o cálculo de parâmetros de desempenho como, por exemplo, tempo de abertura do paraquedas, sem grandes custos computacionais. O fator de choque de abertura é calculado através da simulação virtual do paraquedas no interior de um túnel de vento. A partir de análises estatísticas é possível estimar um intervalo de confiança para o fator de choque de abertura, bem como avaliar sua sensibilidade com relação ao coeficiente de amortecimento, coeficiente de enchimento do paraquedas e configuração geométrica no início do processo de abertura. A metodologia é validada por meio dos valores obtidos para o fator de choque de abertura e outros parâmetros de desempenho do paraquedas. Os resultados são considerados compatíveis com dados publicados na literatura e em artigos científicos.

The objective of the present work is to elaborate a mathematical methodology and its numerical implementation for preliminary design of a given class of parachute recovery systems. The mathematical model allows the inclusion of design requirements in its formulation. The methodology considers the geometry of the parachute in the estimation of the opening process, making feasible the calculation of performance parameters, such as parachute opening time, without large computational costs. The opening shock factor is calculated through the virtual simulation of the parachute within a wind tunnel. From statistical analyzes it is possible to estimate a confidence interval for the opening shock factor as well as to evaluate its sensitivity with respect to the damping coefficient, parachute filling coefficient and geometric configuration at the beginning of the parachute opening process. The methodology is validated by means of the values obtained for the opening shock factor and other parachute performance parameters. The results are considered compatible with data published in the literature and scientific articles.