Mecânica de Voo

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos básicos de Matemática, Física,, Programação de Computadores; Métodos Numéricos e Computacionais,  e bases de Mecânica dos Fluidos. 

Métodos de Ensino

Aulas teóricas tradicionais.

Aulas teórico-práticas consistem na resolução de problemas. 

1 trabalho prático experimental

1 trabalho prático de simulação numérica

Exame final.

Resultados de Aprendizagem

Transmitir conhecimentos de aerodinâmica e mecânica de voo envolvidos no projeto e operação de aeronaves. O programa da disciplina cobre tópicos importantes como análise matemática, equações diferenciais, programação de computadores, métodos numéricos e outros tópicos. Na disciplina é realizada uma descrição detalhada da formulação de quaternion para a simulação de voo com seis-graus-deliberdade que ajuda a eliminar a singularidade associada com a formulação do ângulo de Euler. Também são explicados métodos eficientes de integração numérica. São discutidas as equações gerais do corpo rígido desenvolvidas a partir de primeiros princípios. Os tópicos cobertos incluem atmosfera padrão internacional, aerofólios, força de propulsão, voo nivelado, volta nivelada, planeio, subida, aterragem, descolagem, desempenho, manobras, estabilidade e controlo. Na disciplina é explicado o voo a velocidades transónicas e supersónicas e também cobre o voo orbital e naves espaciais de modo pormenorizada.

Estágio(s)

Não

Programa

Visão geral da aerodinâmica. Visão geral da propulsão. Desempenho de aeronaves. Estabilidade estática longitudinal e compensação. Estabilidade estática lateral e compensação. Controlos e manobrabilidade de aeronaves. Equações do movimento de aeronaves. Dinâmica longitudinal linearizada. Dinâmica lateral linearizada. Qualidades de comportamento de aeronaves e resposta de controlo. Simulação de voo de aeronaves. Dinâmica de partículas. O problema dos dois corpos. Operações de satélites terrestres. Dinâmica do corpo rígido. Dinâmica de atitude do satélite. Instrumentos giroscópicos. Desempenho dos foguetes. Dinâmica de reentrada. Ambiente espacial. Problema dos três corpos restringidos. Trajetórias interplanetárias.

Métodos de Avaliação

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

Bibliografia

1. Philips, Warren F., Mechanics of Flight, 2nd Ed., John Wiley & Sons, 2009.

2. Kermode, A. C., Barnard, R. H., Philpott, D. R., Mechanics of Flight,12th Ed., Pearson, 2012.

3. McCormick, B. W., Aerodynamics Aeronautics and Flight Mechanics, 2nd Ed., John Wiley & Sons, 2009.

4. Yechout, T. R., Introduction to Aircraft Flight Mechanics: Performance, Static Stability, Dynamic Stability, Classical Feedback Control, and State-Space Foundations, 2nd Ed, AIAA Education Series, 2014.

5. Miele, A., Flight Mechanics: Theory of Flight Paths, Dover Books on Aeronautical Engineering, 2016

6. Wiesel, W. E., Spaceflight Dynamics, 3rd Ed., CreateSpace, 2010.

7. Etkin, B., Dynamics of Atmospheric Flight, Dover Books on Aeronautical Engineering, 2005.

8. Tewari, A., Atmospheric and Space Flight Dynamics: Modeling and Simulation with MATLAB® and Simulink®, Birkhäuser, 2007.

9. Gallais, P., Atmospheric Re-Entry Vehicle Mechanics, Springer Verlag, 2007.