Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/33905
Type: Dissertação
Title: Desenvolvimento de um sistema para identificação de impactos de alta energia em aeronaves de asas rotativas proveniente de arma de fogo
Authors: Vinícius Samuel Pereira Silva
First Advisor: José Guilherme Coelho Baeta
First Co-advisor: Maria Lúcia Machado Duarte
First Referee: Helio de Assis Pegado
Second Referee: Lazaro Valentim Donadon
Third Referee: Luiz Henrique Santos
Abstract: Consolidado como instrumento versátil e indispensável no combate à criminalidade, no aumento da sensação de segurança e no apoio as distintas modalidades de policiamento, o helicóptero tem comprovado o seu valor devido a sua dinâmica de voo, contudo, devido à restrições operacionais torna-se necessário maximizar seu emprego para perpetrar frente ao ímpeto dos agressores da sociedade. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade do desenvolvimento de um sistema aviônico capaz de identificar impactos de alta energia proveniente de arma de fogo, em aeronaves de asas rotativas. Mais especificamente buscou-se analisar a integridade estrutural de Célula e Grupo Motopropulsor (GMP) da Aeronave; avaliar as fontes de vibrações especificas do Helicóptero Eurocopter AS350B2 de acordo com os manuais de manutenção dos fabricantes de motor e célula; identificar as vibrações presentes na aeronave; monitorar as vibrações captadas na aeronave em diferentes modalidades de voo; elaborar uma bancada de teste vibracional capaz de simular e distinguir as vibrações originadas da aeronave daquelas originadas pelo impacto de alta energia; simular, identificar e analisar os impactos de alta energia na aeronave, utilizando a técnica de Teste do Martelo de Impacto na bancada de teste vibracional; identificar, analisar e diferenciar os impactos de alta energia provenientes de diferentes armas de fogo e seus respectivos calibres na bancada de teste vibracional elaborada; promover a sobreposição do “Índice de Dano” (interferência vibracional produzida no sistema) sobre a “Linha Base” da aeronave, por meio do software Matlab. Para tanto, a metodologia foi dividida em cinco etapas. Na primeira etapa foram descritas as revisões sobre as obras acerca do assunto. Na segunda, foram detalhadas as inspeções previas de GMP e célula na aeronave estudada, na terceira foram detalhados os parâmetros de análise de vibração do motor acompanhado das inspeções especificas do rotor principal, do eixo de transmissão do GMP à caixa de transmissão traseira (CTT) e do rotor de cauda, finalizando com um teste de motor no solo e voo de Checagem de Potência do Motor (PWC). Na quarta etapa foram especificadas as técnicas pretendidas de identificação, processamento e análises de choques mecânicos de alta energia, utilizando técnicas de monitoramento vibracional na aeronave, suas simulações em laboratório e os procedimentos de capitação da vibração identificada da aeronave AS350 B2. Por fim, na última etapa foram detalhadas as simulações de choques de alta energia proveniente de arma de fogo na aeronave. Os resultados apontam a viabilidade para o desenvolvimento de um sistema de detecção vibracional contínuo em helicópteros, que devido a suas atribuições promovem voos em ambientes diversos, suscetíveis a serem atingidas por choques mecânicos de alta energia, aves, objetos arremessados nas mesmas, ou até disparos de arma de fogo de alta energia nas aeronaves utilizadas pelas forças policiais brasileiras, desprovidas desta tecnologia de monitoramento.
Abstract: Consolidated as a versatile and indispensable instrument in the fight against crime, in the increase of security detection and in the support of different policing threats, the helicopter has proven its value due to its flight, to restrictions of use if it becomes necessary to maximize its employment to carry out perpetrate in the face of society's aggressor. The present work aimed to evaluate the feasibility of developing an avionic system capable of identifying high energy impacts from firearms on rotary wing aircraft. More specifically, it is essential to analyze the structural integrity of Aircraft Cell and GMP; Evaluate the specific vibration sources of the Eurocopter AS350B2 Helicopter according to engine and cell manufacturer maintenance manuals; Identify the vibrations present in the aircraft; monitor the vibrations captured in the aircraft in different flight modalities; Develop a vibration test bench capable of simulating and distinguishing vibrations originating from the aircraft from those caused by high energy impact; Simulate, identify and analyze high energy impacts on the aircraft using the Impact Hammer Test technique on the vibrational test bench; Identify, analyze and differentiate the high energy impacts from different firearms and their respective gauges on the elaborate vibrational test bench; Promote the overlapping of the “Damage Index” (vibrational interference produced in the system) over the aircraft's “Baseline” through Matlab software. To this end, the methodology was divided into five steps. In the first stage, reviews of the works on the subject were described. In the second, the previous GMP and cell inspections were detailed on the aircraft studied, in the third the engine vibration analysis parameters were detailed accompanied by the main rotor specific inspections, from the GMP drive shaft to the rear gearbox (CTT) and the tail rotor. Finally, an engine study test and Engineer Power Check (PWC) flight. In the fourth stage, the intended techniques of identification, processing and analysis of high energy mechanical shocks (SHM) in the aircraft, their laboratory simulations and the vibration identification procedures of AS350 B2 aircraft were specified. And finally, in the last one, the simulations of high energy shocks from firearms in the aircraft were detailed. The results indicate the feasibility for the development of a continuous vibration detection system in helicopters, which due to its attributions promote flights in diverse environments, susceptible to being hit by high energy mechanical shocks, birds, objects thrown on them, or even shots. of high-energy firearms on aircraft used by Brazilian police forces, devoid of this monitoring technology.
Subject: Engenharia mecânica
Aeronaves
Vibração
Armas de fogo
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/33905
Issue Date: 28-Feb-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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Dissertação Mestrado Final, engenharia mecanica, UFMG, Vinicius Samuel Pereira Silva.pdfDissertação de Mestrado- UFMG- Dep. pós-graduação em Eng. mecânica. Aluno: Vinícius Samuel Pereira Silva5.42 MBAdobe PDFView/Open


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