Controle angular ativo de um aerofólio adaptativo utilizando fios de liga de memória de forma

Abstract

A busca por aeronaves capazes de modificar sua geometria melhorando suas características aerodinâmicas incentivou diversos autores a sugerirem modelos de asas adaptativas. Tais modelos utilizam atuadores leves de modo a substituir os atuadores clássicos convencionais sem, no entanto, comprometer a e ciência de voo da aeronave. Dentre os materiais utilizados para isto se destacam as ligas de memória de forma (Ni-Ti), que são capazes de converter energia térmica em energia mecânica e, uma vez deformadas, podem retornar a sua condição original de forma através de seu aquecimento. Neste contexto, o presente trabalho objetiva controlar a posição angular de um aerofólio utilizando para isto um par de os de liga de memória de forma. No modelo de asa proposto, deseja-se estabelecer uma forma para o per l aerodinâmico a partir da determinação de um ângulo entre duas seções da asa. Este ângulo é atingido pelo efeito de memória de forma da liga através da passagem de uma corrente elétrica. A função da corrente elétrica é alterar a temperatura dos atuadores através do efeito Joule, modificando a forma da liga. Devido à presença de efeitos não-lineares, principalmente no modelo matemático da liga, propõe-se a aplicação de controladores não-lineares do tipo liga-desliga.

The search for aircraft capable of modifying its geometry improving its aerodynamic characteristics, encouraged several authors to suggest models of adaptive wings. These models use lightweight actuators to replace conventional classic actuators without, however, compromise aircraft flight efficiency. Shape Memory Alloys (SMA) can be used efficiently for this application. These materials are capable of converting thermal energy into mechanical energy and a deformed time, can return to its original condition so through its heating. The current work aims to control the angular position of an airfoil using a couple of alloy wires of shape memory. In the proposed wing model, it is desired to establish a way for the aerodynamic pro le of the determination of an angle between two sections of the wing. This angle is attained by the alloy shape memory effect by passing an electric current. The function of the electric current is to change the temperature of the actuators through the Joule effect, modifying the shape of the shape memory alloy. Due to the presence of non-linear effects, especially in the mathematical model of the alloy, it proposes the application of nonlinear controllers type on-of