Hernan Dario Ceron Muñoz.

O objeto do projeto consiste na análise integrada e detalhada da aerodinâmica e aeroacústica de uma aeronave disruptiva com características de decolagem vertical, voo de transição e cruzeiro horizontal. Para isso, será utilizado o software PowerFlow, que emprega o método de Lattice Boltzmann para simulações CFD transientes de alta fidelidade, em conjunto com o módulo PowerACOUSTICS para avaliar o comportamento aeroacústico. A análise será conduzida em quatro fases progressivas, começando pela aerodinâmica das superfícies sustentadoras e fuselagem em configuração de cruzeiro, passando pela inclusão das hélices horizontais e verticais, até chegar à identificação das fontes de ruído externo e ao estudo de soluções mitigadoras. A partir dos modelos numéricos, serão obtidos coeficientes aerodinâmicos fundamentais para a otimização preliminar do projeto e para o desenvolvimento de ensaios aerodinâmicos em túnel de vento utilizando um modelo completo em escala, com todos os sistemas propulsivos instalados.O projeto busca inovação ao integrar métodos numéricos e experimentais para caracterizar as interações entre os sistemas de propulsão e superfícies sustentadoras em diferentes regimes de voo, incluindo hover, transição e cruzeiro. Ensaios dinâmicos em túnel de vento, realizados com as correções adequadas para o escoamento confinado, fornecerão dados críticos sobre as transições de propulsão vertical para horizontal, incluindo variações no ângulo de ataque e a dependência da sustentação em relação à velocidade. Além disso, o estudo pretende desenvolver soluções para reduzir o ruído externo gerado pelos rotores enquanto se mantém a eficiência aerodinâmica, enfrentando o desafio de balancear desempenho e consumo energético em sistemas de propulsão elétrica. Este projeto pioneiro no país promete contribuir significativamente para o avanço tecnológico na concepção de aeronaves sustentáveis e inovadoras.

O projeto contempla uma proposta de modernização, readequação e manutenção dos laboratórios envolvidos com práticas de ensino na área de fabricação, que contemplam disciplinas e atividades extracurriculares dos cursos de engenharia da Escola de Engenharia de São Carlos, EESC, em particular, dos cursos de Engenharia de Materiais e Manufatura, Engenharia Mecânica, Engenharia Mecatrônica, Engenharia Aeronáutica e Engenharia de Produção, assim como de apoio às atividades extracurriculares e disciplinas interdepartamentais e Inter unidades da Universidade de São Paulo. Destacam-se no conjunto de disciplinas as disciplinas de projetos, de caráter integrador, com participação de alunos de cursos diversos e outras instituições de nível superior e participação do setor produtivo, exemplo das disciplinas 8800014 - ?Projetos Especiais em Gestão da Inovação? e 1800117 - ?Oficina de Inovação?. No projeto, são propostas a atualização de laboratórios de fabricação lotados no Departamento de Engenharia de Materiais e Departamento de Engenharia Mecânica, da Escola de Engenharia de São Carlos, na área de fabricação, em especial, aquisição de equipamentos empregados em prototipagem rápida e manufatura aditiva (MA), em parceria com outros cursos da EESC e demais unidades da área de Engenharia da Universidade de São Paulo: Escola de Engenharia de Lorena e Escola Politécnica..

eterminar as fontes, sumidouros e processos que controlam as emissões de gases de efeito estufa na Amazônia, e desenvolver um sistema e serviços baseado na ciência de dados e inteligência artificial para modelagem, análise e visualização destes processos

Este projeto primeiramente precisa preencher a lacuna de conhecimento de engenharia desta empresa quanto à sensibilidade do ruído de hélices a parâmetros geométricos e aerodinâmicos em todas as suas componentes de geração sonora. Começando pelo estudo de casos base com fontes rotativas livres disponíveis em literatura, serão validadas as técnicas e ferramentas necessárias para a posterior investigação dos chamados efeitos de instalação no ruído em campo afastado. Entre esses efeitos encontram-se: a sensibilidade ao ângulo de incidência do ar e de esteiras turbulentas nos elementos rotativos, interação de múltiplas hélices entre si e com estruturas aeronáuticas, bem como diferentes arranjos, posicionamento, número e formato de pás.
A base de dados com escoamento externo representativo a ser construída neste projeto é uma etapa indispensável para permitir aos especialistas da EMBRAER traçar tendências e desenvolver um melhor julgamento de engenharia sobre o tema. Ainda com o intuito de antecipar necessidades de ferramentas rápidas para apoio a futuros estudos conceituais, serão avaliados softwares de prateleira de baixo custo e ordem reduzida de fidelidade para previsão de performance e ruído de hélices.

No cenário internacional, ensaios em voo de veículos hipersônicos para o desenvolvimento da tecnologia e de armamentos foram realizados por EUA, China, Rússia, Índia, Austrália, e CE [1]-[16]. Limitações ao acesso tecnológico na área já são discutidas [17] e a extensão das limitações impostas será determinada pelas Nações que demonstrarem possuir domínio significativo da tecnologia durante as discussões dos tratados multilaterais. O Brasil é um dos poucos países, e o único na América do Sul e Central, que investem em PDI em combustão supersônica ("scramjet") para aplicações aeroespaciais. O COMAER mantém compromisso com o desenvolvimento dessa tecnologia estratégica desde 2008, com o financiamento do projeto Propulsão Hipersônica 14-X - PROPHIPER, executado pelo IEAV. A competência do IEAv nesta área é reconhecida internacionalmente. Esta proposta busca contribuir para a área, com foco principal em propulsão hipersônica a ar aspirado e está associada ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Propulsão Hipersônica a Ar Aspirado, INCT PRO-HYPER, aprovado no mérito em 2017. As instituições coparticipes também estão associadas ao INCT PRO-HYPER. Um dos objetivos do INCT é consonante com o estipulado no Edital PROCAD-Defesa: envolvimento de instituições de pesquisa militares e civis e Universidades em um assunto atual e de fundamental importância para que o Brasil possa ocupar uma posição de destaque no tema, com direito a discutir as questões associadas aos tratados de não proliferação. O número de pesquisadores atuando em áreas de interesse do setor aeroespacial, envolvendo Espaço e Defesa, é pequeno, fato conhecido e expresso no PNPD-2011-2020. O setor Espacial contava em 2011 com apenas 3400 técnicos (engenheiros, cientistas e outros profissionais de nível superior), e indicava uma carência imediata de 2000 especialistas. A carência aumenta desde 2011. A situação é ainda mais grave quando consideramos que o número de especialistas na área de hipersônica é da ordem de duas a três dezenas.

Devido ao aumento da população e do desenvolvimento tecnológico, a demanda por energia aumentou consideravelmente. Portanto, é importante desenvolver uma geração de energia alternativa que possa atender a essa necessidade, mas sem causar danos ambientais associados ao uso de combustíveis fósseis. Neste sentido, e considerando que a energia aproveitada do dos ventos e correntes hidricas não têm tanto impacto ambiental, este projeto tem como objetivo estudar o desenvolvimento de dispositivos que aproveitam esta energia, mas não com turbinas, mas por dispositivos que usam a vibração gerada pelos vórtices (VIV) causada por elementos imesos nos escoamentos. Prendende-se desenvolver um modelo numérico acoplado que descreva o comportamento físico do fenômeno, construção de um dispositivo ou protótipo e finalmente determinação da viabilidade de geração.

A presente prestação de serviço consiste em 4 pacotes de trabalho. O primeiro pacote visa o desenvolvimento de um modelo para túnel de vento de uma asa laminar como plataforma para experimentos. O segundo pacote de trabalho consiste na investigação de instrumentações para túnel de vento e voo em regime laminar, dando continuidade ao trabalho realizado na prestação de serviço anterior. O terceiro pacote visa medir a redução de arrasto de coatings desenvolvidos para esta finalidade em ensaios de túnel de vento, para assim avaliar a compatibilidade desses coatings com o sistema de pintura atual de aeronaves. O quarto pacote de trabalho consiste na investigação do efeito do escoamento proveniente de hélices na transição laminar/turbulento

La generacion de energia mediante turbinas eolicas se ha incrementado en los ultimos anos, actualmente se hace necesario el desarrollo de nuevos disenos y la optimizacion de los mismos, con turbinas eolicas que funcionen en un rango mayor de condiciones de trabajo y hagan uso maximo del comportamiento y propiedades del fluido. El flujo de aire a traves del rotor de la turbina genera un comportamiento aerodinamico que depende principalmente del perfil del aspa. El analisis del comportamiento aerodinamico permite determinar nuevas formas de aprovechar los efectos generados por el fluido sobre el aspa con el fin de mejorar la eficiencia y obtener una mayor cantidad de energia al minimo costo posible.

Se ha observado que el aire fluyendo a traves de las aspas de la turbina genera vortices debido a la diferencia de presion entre el intrados y el extrados, efecto que puede ser aprovechado ubicando en la parte posterior de la punta del aspa una micro turbina que utilize este flujo de aire adicionando al viento del entorno para generar la energia necesaria para suplir las necesidades de un sistema de succión con el que contaria cada aspa del rotor principal. El objetivo de este proyecto es analizar y modelar el comportamiento del fluido sobre el rotor principal determinando asi la forma y posicion optima de la microturbina, asi mismo estudiar el comportamiento del fluido sobre la misma y los efectos conjuntos del movimiento rotacional del rotor principal, los vortices producidos por la punta del aspa y el flujo de aire en el lugar de trabajo determinando con ello el mejor diseño que alcance la mayor eficiencia posible.

Asi mismo se pretende modelar y estudiar el comportamiento aerodinamico del sistema completo considerando la rotacion de las aspas, la velocidad de punta de pala y el fenomeno de estela tanto de la turbina principal como de la microturbina y establecer la influencia de la microturbina en el comportamiento aerodinámico del rotor principal.

Las turbinas ólicas pueden transformar la energía cinética del viento en energía mecánica en el eje y finalmente enenergía eléctrica en el generador. La rotación del eje es producida por las fuerzas aerodinámicas que actuan sobre las aspas conforme el viento pasa através del rotor. Incrementar la componente de sustentación de dichas fuerzas aerodinámicas, permite que la turbina pueda alcanzar valores más cercanos a la potencia nominal para velocidades del viento bajas o usar aspas más finas. Además de lo anterior, disminuyendo la componente de arrastro, es posible alcanzar momentos de flexión menores en la base del aspa, lo que permite la reducción del material requerido para resistir los esfuerzos generados.

El costo de las aspas de la turbina representa entre el 10 y el 15% del costo total del sistema. Sinembargo, el proyecto de una nueva aspa puede tener un efecto de bola de nieve en el costo de los otros componentes de la turbina. En este sentido, el aumento del espesor de los perfiles aerodinámicos puede ayudar en la disminución de la masa. Sinembargo ello puede afectar el desempeño aerodinámico del aspa. De tal forma, en este trabajo se tiene como objetivo el estudio de la succión de la capa límite aplicada a un perfil, con miras a mantener la eficiencia aerodinámica nominal a bajos números de Reynolds. Pretendiendo también disminuir el efecto de la separación de la capa límite a grandes ángulos de ataque. La succión es usada para controlar la capa límite. De este modo es posible retrasar la entrada en perdida de sustentación (stall) a grandes ángulos de ataque e incrementar la capacidad de sustentación del perfil. 
La transición hacia una capal ímite turbulenta también es desplazada en la dirección del flujo. De este modo el arrastro de fricción es reducido.

O projeto tem como objetivos a análise e criação de ferramentas para modelagem de ruído de instalação do motor, além de propor e avaliar soluções de projeto visando redução de ruído de plataforma (airframe) e sua interação com o motor instalado. ESCOPO: Pesquisa bibliográfica, visitas técnicas entres os colaboradores, Contratação de consultorias, Cooperações com ICTs, Compra de softwares para aeroacústica computacional, Construção de modelos em escala de aeronaves e bocais com pilone, Ensaios em túneis de vento subsônicos, Ensaios em câmaras anecóicas com rigs aeracústicos, Avaliação do projeto de asa e sistema moto-propulsivo visando baixo ruído, Ajuste de modelos semi-empíricos de previsão de ruído de airframe, Avaliações Preliminares de conceitos de redução de ruído de airframe, Avaliações Preliminares de Configurações Avançadas, Avaliação de conceitos de tratamento Acústico de Motores em ambiente computacional e experimental (Rig de Fan com Tratamento Acústico). RESULTADOS ESPERADOS: Metodologias aprimoradas de execução de ensaios em túnel e extrapolação de dados túnel-voo, Metodologia numérica e semi-empírica de previsão de ruído de instalação, Metodologia numérica e semi-empírica de projeto de tratamento acústico de motor, Melhorias dos modelos de previsão de ruído de airframe, Estudo e proposta de soluções de baixo ruído para dispositivos hiper-sustentadores e trem de pouso; Estudo de propagação de fontes sonoras do fan através de nacelles com diferentes tratamentos acústicos, Resultados Macro que se espera alcançar: Aumento de maturidade no projeto do sistema hiper-sustentador, do trem de pouso e demais superfícies aerodinâmicas, Maior prontidão de engenharia na seleção de motores turbofan e projeto de tratamento acústico de nacelles, Maior capacidade de intervenção no projeto da aeronave durante o posicionamento e instalação dos motores visando ruído externo, Criação de ferramentas de modelagem de ruído de instalação; Aumento de maturidade no projeto e uso de tratamento acústico no motor; Avaliação de melhorias de ruído de airframe; Melhorias na modelagem numérica de ruído de airframe; Minimização do risco de não cumprimento de níveis de certificação de ruído externo.

O projeto tem como objetivos a análise e criação de ferramentas para modelagem de ruído de instalação do motor, além de propor e avaliar soluções de projeto visando redução de ruído de plataforma (airframe) e sua interação com o motor instalado. ESCOPO: Pesquisa bibliográfica, visitas técnicas entres os colaboradores, Contratação de consultorias, Cooperações com ICTs, Compra de softwares para aeroacústica computacional, Construção de modelos em escala de aeronaves e bocais com pilone, Ensaios em túneis de vento subsônicos, Ensaios em câmaras anecóicas com rigs aeracústicos, Avaliação do projeto de asa e sistema moto-propulsivo visando baixo ruído, Ajuste de modelos semi-empíricos de previsão de ruído de airframe, Avaliações Preliminares de conceitos de redução de ruído de airframe, Avaliações Preliminares de Configurações Avançadas, Avaliação de conceitos de tratamento Acústico de Motores em ambiente computacional e experimental (Rig de Fan com Tratamento Acústico). RESULTADOS ESPERADOS: Metodologias aprimoradas de execução de ensaios em túnel e extrapolação de dados túnel-voo, Metodologia numérica e semi-empírica de previsão de ruído de instalação, Metodologia numérica e semi-empírica de projeto de tratamento acústico de motor, Melhorias dos modelos de previsão de ruído de airframe, Estudo e proposta de soluções de baixo ruído para dispositivos hiper-sustentadores e trem de pouso; Estudo de propagação de fontes sonoras do fan através de nacelles com diferentes tratamentos acústicos, Resultados Macro que se espera alcançar: Aumento de maturidade no projeto do sistema hiper-sustentador, do trem de pouso e demais superfícies aerodinâmicas, Maior prontidão de engenharia na seleção de motores turbofan e projeto de tratamento acústico de nacelles, Maior capacidade de intervenção no projeto da aeronave durante o posicionamento e instalação dos motores visando ruído externo, Criação de ferramentas de modelagem de ruído de instalação; Aumento de maturidade no projeto e uso de tratamento acústico no motor; Avaliação de melhorias de ruído de airframe; Melhorias na modelagem numérica de ruído de airframe; Minimização do risco de não cumprimento de níveis de certificação de ruído externo.

O projeto apresenta os seguintes objetivos: Construção de um túnel de vento de médio porte para ensaios aeroacústicos, dedicação a ensaios de menor porte, desenvolvimento de metodologias de ensaio, formação de recursos humanos. Construção de um túnel de maior porte dedicado principalmente a capacitação pré-competitiva e prestação de serviço de grande porte nesta área.

Este Projeto, inserido no âmbito do Programa de Inovação em Ciência e Tecnologia Aeroespacial (Picta), visa investigar e desenvolver soluções aprimoradas para o problema de ruído externo presente em aeronaves. Pretende-se atacar o problema segundo três abordagens distintas mas complementares em aeroacústica: aeroacústica computacional (CAA), modelos analíticos e empíricos, e ensaios em vôo e em túnel. A síntese do Projeto é o desenvolvimento de metodologias de análise que possibilitem estimar a geração e propagação de ruído em aeronaves. A intenção é agrupar uma equipe acadêmica e técnica que tem se envolvido ao longo do tempo com problemas de aerodinâmica e, recentemente, em acústica, e proposto soluções particulares segundo uma das abordagens citadas. O que se pretende agora é integrar esse esforço, é aprofundá-lo explorando a complementaridade dos distintos enfoques, é, em última instância, responder, da melhor forma possível, às questões suscitadas pelo problema de engenharia concreto associado à geração e propagação de ruído em aeronaves. Deseja-se explorar a complementaridade de visões que as distintas abordagens proporcionam. Como resultado prático desse esforço deve-se efetivar novo patamar tecnológico que assegure o desenvolvimento e certificação de aeronaves tendo como um dos focos o ruído externo de modo a atender a legislação vigente, com níveis de ruído competitivos para a classe de novas aeronaves a serem desenvolvidas, sem penalizar o custo operacional direto (DOC). Vale ressaltar que a integração das abordagens é inédita no Brasil e muito recente no cenário mundial.