Sistemas de Propulsão

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I e II, Álgebra Linear, Programação de Computadores, Mecânica e Ondas, Mecânica Aplicada, Termodinâmica, Métodos de Computação para Engenharia, Mecânica dos Fluidos, Mecânica de Voo, Aerodinâmica.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas tradicionais com exposição oral dos assuntos recorrendo a elementos audiovisiuais.

Aulas teórico-práticas que consistem na resolução de problemas pelos alunos.

Resolução de problemas teórico-práticos como trabalho de casa.

1 trabalho prático experimental.

1 trabalho prático de simulação numérica.

Exame final.

Resultados de Aprendizagem

Conhecer os componentes principais, a arquitetura, o princípio de funcionamento, parâmetros de projeto e de operação dos componentes e dos sistemas de propulsão de aeronaves e veículos espaciais. Saber calcular os requisitos de potência de aeronaves e veículos espaciais em vários condições de voo e à descolagem. Aprender a modelar o funcionamento dos componentes e dos sistemas de propulsão de aeronaves e veículos espaciais. Combustíveis e lubrificantes, suas propriedades e custo. Conhecer as emissões de poluentes, sistemas de tratamento e regulamentação de emissões de poluentes de sistemas de propulsão de aeronaves e de veículos espaciais. Conhecer as fontes e níveis de emissão de ruído e de radiação electromagnética dos sistemas de propulsão aeroespaciais, a regulamentação das emissões de ruído e de radiação electromagnética e estratégias para a sua redução. Conhecer os custos de aquisição e de instalação e os requisitos e custos de manutenção dos sistemas de propulsão aeroespaciais.

Estágio(s)

Não

Programa

Sistemas de propulsão aeroespaciais: motor de combustão interna e hélice; motor elétrico e hélice; motor turbo-hélice; turbofan; turbojato; estatorreator; motor foguete. Requisitos de potência de aeronaves e de veículos espaciais em diversas situações de voo. Ciclos termodinâmicos ideais e reais de motores de ignição por faísca. Parâmetros de projeto e operação de motores de combustão interna alternativos. Emissões de poluentes e ruído dos motores de combustão interna. Ciclos termodinâmicos ideais e reais das turbinas a gás. Tipos e parâmetros de operação e projeto de motores turbo-hélice, turbofan e turbojato. Parâmetros de projeto e operação de motores foguete de propergol sólido e de propergóis líquidos. Combustíveis para motores de combustão interna, turbohélices, turbofans, turbojatos, estatorreatores e motores foguete: poder calorífico; massa volúmica; densidade de energia mássica e volumétrica; custo; impulso específico. Custos de aquisição e requisitos e custos de manutenção.

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho laboratorial ou de campo: 15.0%
Resolução de problemas: 20.0%
Exame: 65.0%

Bibliografia

1. Ward, T. A., Aerospace Propulsion Systems, John Wiley & Sons, 2010.
2. MacIsaac, B., Langton, R. Gas Turbine Propulsion Systems, John Wiley & Sons, 2011.
3. Sutton, G. P., Biblarz, O., Rocket Propulsion Elements, 9th Ed., John Wiley & Sons, 2017.
4. John B. Heywood, Internal Combustion Engine Fundamentals, 2nd Ed., McGraw-Hill, 2018.. 5. Anderson, J. D., Jr., Bowden, M. L.,
Introduction to Flight, 9th Ed., McGraw-Hill, 2021..
6. Torenbeek, E., Synthesis of Subsonic Airplane Design, Springer, 1982.
7. Davenas, Alain (Ed.), Solid Rocket Propulsion Technology, Pergamon Press, 1993.
8. Sustainable Aviation Fuels Guide, ICAO-UNDP-GEF, 2017.
9. Plett, G. L., Battery Management Systems: Volume 1, Battery Modeling, Artech House Publishers, 2015.
10. Gordon, Sanford and McBride, Bonnie J., Computer Program for Calculation of Complex Chemical Equilibrium Compositions and Applications. NASA RP-13
11. I. Analysis, October 1994. II. Users Manual and Program Description, June 1996.