carro de propulsão a ar

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Carro com propulsão a ar
JOÃO VINÍCIUS REDIGOLO LIMA, C346HE-9
RAFAEL CARLOS AUGUSTO RUBINHO, C1731A-7
GABRIEL MONTEIRO DOS SANTOS, C197HI-6
FELIPE PRADO VITIELLO TEIXEIRA, C01GFE-8
DANIEL VALTER BERTHOLIN, C0335J-3
MARCIO SILVA GAZETTI, C071AH-3
RAFAEL SOUZA PEREIRA, C066BH-7
LEONARDO HENRIQUE VIALI, C0539J-3
DOUGLAS HENRIQUE BERTELLI, C1521B-8
RAFAEL HENRIQUE DE OLIVEIRA, B9943J-5 
Docentes: Rafael Viegas / Elio Idalgo
Novembro/2015
São José do Rio Preto – SP
SUMÁRIO
I – OBJETIVO	3
II – TEORIA	4
Motor Turbo jato	4
Motor Turbo fan	6
Motor a jato	7
Considerações Iniciais da propulsão	7
Primeiros Trabalhos	9
Incrementos da propulsão	12
III – MATERIAS UTILIZADOS	20
IV – DESENVOLVIMENTO	21
V – VALORES	24
VI – CONCLUSÃO	25
VII – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	26
I – OBJETIVO
Este trabalho tem como objetivo demonstrar como foi desenvolvido um Carro de propulsão a Ar, requerida como quesito de conclusão da disciplina “Atividades Práticas Supervisionadas” do 4º (quarto) Semestre de Engenharia, incorporando as turmas de Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção Mecânica. 
Será explicado sua construção, os materiais utilizados e dados básicos sobre a escolha de cada item presente em seu desenvolvimento. Também será explicitada a utilização de técnicas de Engenharia até mesmo em simples estruturas, maximizando seu custo/beneficio e auxiliando a comunidade que depende de projetos desse porte. 
II – TEORIA
	Infelizmente a teoria fornecida aos estudantes do 4º (quarto) Semestre de Engenharia é insuficiente para desenvolver os cálculos para construção do carro. Portanto, o projeto foi baseado em projetos anteriores, vídeos e livros online sobre o assunto e alguns simples testes encontrados em estudos sobre os materiais utilizados.
	Também foi expresso todo o conhecimento de cada um dos integrantes, obtidas através de diversas discussões sobre a melhor forma de execução da tarefa. 
Quando se pensa em propulsão a ar comprimido deve-se levar em conta o desenvolvimento e estudo da aerodinâmica a indústria aeronáutica. 
Esta é a motivação que está por trás do desenvolvimento da turbina a gás (figura 1), comumente chamada apenas por "motor a jato", a qual poderia ser quase tãorevolucionária para a aviação quanto o primeiro vôo de Santo Dumont.
Figura 1: Motor turbo jato.
Motor Turbo jato
Um motor turbo jato é um tipo de motor de combustão interna normalmente usado para impulsionar aviões. O ar é sugado por um compressor rotativo e é comprimido, em sucessivos estágios para maiores pressões antes de passar pela câmara de combustão. O combustível é misturado ao ar comprimido e é queimado na câmara de combustão com o auxílio de ignitores. 
O processo de combustão eleva significativamente a temperatura do gás, fazendo com que os gases expelidos expandam-se através da turbina, na qual a força é extraída para movimentar o compressor. Embora este processo da expansão reduza a temperatura e a pressão do gás na saída da turbina, ambas estão ainda muito acima das condições naturais. 
O gás de em expansão sai da turbina através dos bocais de saída do motor, produzindo um jato de alta velocidade. Se a velocidade do jato exceder a velocidade de vôo do avião, existirá uma pressão de aceleração sobre a fuselagem.
Sob condições normais, a ação bombeadora do compressor impede a existência de qualquer contra-fluxo, facilitando o fluxo contínuo do motor. O processo inteiro é similar ao motor de quatro tempos, mas a admissão, compressão, explosão e exaustão se dão ao mesmo tempo em diferentes seções do motor. A eficiência mecânica do motor dependerá fortemente da razão de compressão (pressão de combustão/pressão de entrada) e da temperatura da turbina no ciclo.
A comparação entre motores a jato e motores a hélice é instrutiva. Um turbo jato acelera intensivamente uma pequena quantidade de ar, enquanto um motor a hélice move uma relativamente grande quantidade de ar a uma velocidade significativamente menor. 
Os gases de exaustão rápidos de um motor a jato os fazem mais eficientes em altas velocidades, especialmente em velocidades supersônicas e em grandes altitudes. Em aviões mais lentos, requeridos para vôos curtos, um avião equipado com uma turbina a gás que move uma hélice, comumente conhecido como turbo-hélice, é mais comum e muito mais eficiente. 
Aviões muito pequenos normalmente usam motores convencionais, a pistão, para mover a hélice, mas motores turbo-hélice pequenos estão ainda menores com o surgimento de melhorias na engenharia.
O turbo jato descrito acima é um turbo jato de eixo simples, no qual um único eixo conecta a turbina ao compressor. Projetos que atingem altas pressões possuem dois eixos concêntricos, que melhoram a estabilidade durante a aceleração do motor.
O eixo de alta pressão externo liga-se ao eixo da turbina. Este, com o pós-combustor, formam o núcleo ou gerador de gás da turbina. O eixo interno conecta-se ao compressor de baixa pressão da turbina. Ambos ficam livres para operar em velocidades ótimas.
Motor Turbo fan
Grande parte dos aviões comerciais atuais são equipados com motores turbo fans (figura 2), nos quais um compressor de baixa pressão age como um ventilador, levando ar não apenas para o centro do motor, mas também para um duto secundário. O fluxo de ar secundário passar por um "bocal frio" ou é misturado com gases de exaustão à baixa pressão da turbina antes de se expandir com os gases do fluxo principal.
Figura 2: Motor turbo fan.
Quarenta anos atrás havia pouca diferença entre motores a jato civis e militares, aparte o uso de pós-combustores em algumas aplicações (supersônicas).
Turbo fans de uso civil dos dias atuais possuem um baixo empuxo específico (empuxo líquido dividido pelo fluxo de ar) para manter o barulho do jato a um mínimo aumentar a eficiência do de combustível. Conseqüentemente a relação de permeabilidade (fluxo de ar secundário dividido pelo fluxo do núcleo) é relativamente alta (relações de 4:1 a 8:1 são comuns). Um único ventilador é necessário, dado que o baixo empuxo específico implica uma baixa pressão do ventilador.
Os turbo fans atuais, no entanto, têm um empuxo específico relativamente alto, para maximizar o empuxo para uma dada àrea frontal, e o barulho sendo uma pequena conseqüência. Os fans multi-estágio são requeridos normalmente para alcançar um índice de pressão do fan relativamente alto necessário para um empuxo específico. 
Motor a jato
O motor a jato é um motor feito para empurrar, usando a terceira lei de Newton. A ação de forçar massa em forma de gases quentes para uma direção gera uma força em sentido contrário.
Todas as peças que estão dentro do motor a jato têm a finalidade de captar o ar e expulsá-lo com a maior velocidade possível.
Todos os motores a jato e turbinas a gás são motores de calor que convertem energia térmica em trabalho útil. O trabalho pode ser útil na forma de energia mecânica, a partir de um eixo que pode ser usado para acionar uma hélice, um veículo, uma bomba, um gerado elétrico, ou qualquer outro dispositivo mecânico.
Considerações Iniciais da propulsão
	As entradas de ar submersas tipo NACA, tal como mostrada na figura 3, têm sido amplamente usadas como fonte de ar externo para os sistemas de ar condicionado, ventilação e refrigeração. 
Figura 3: Detalhe da entrada de NACA com defletores.
	Os critérios de projeto deste tipo de entradas foram estabelecidos entre os anos 1940 e 1960. Os principais objetivos dos trabalhos experimentais desenvolvidos nestes anos, os quais foram conduzidos pela NACA, NationalAdvisoryCommittee for Aeronautics, foram determinar a influência sobre o desempenho deste tipo de entradas de ar dos parâmetros aerodinâmicos e geométricos.
	Os parâmetros aerodinâmicos que foram avaliados foram: o número de Mach (M), o ângulo de ataque, a vazão mássica e a espessura da camada limite.
	O posicionamento da entrada, o ângulo do bordo da entrada, a forma da rampa da entrada e dos defletores de escoamento, foram os principais parâmetros geométricos das entradas de ar, cuja influência sobreseu desempenho foi avaliada.
	Dentre as referências analisadas, apenas uma pequena quantidade contém informações sobre o escoamento a montante da entrada de ar. Estas informações são indispensáveis quando se deseja realizar comparações entre resultados experimentais e aqueles obtidos através de simulações numéricas. Além disto, os procedimentos experimentais adotados nem sempre são detalhados.
	A maior parte dos trabalhos recentes empregam técnicas de CFD para a modelagem do escoamento em entradas de ar para o motor da aeronave, tanto em condições de escoamento subsônico como em condições de escoamento supersônico.
	Diversas tentativas foram realizadas a fim de melhorar o desempenho das entradas de ar submersas, as quais utilizam diferentes técnicas. Sendo elas:
· Geradores de vórtices;
· Defletores de escoamento;
· Otimização de parâmetros geométricos, e
· Jatos pulsantes.
No que tange ao uso de geradores de vórtices especificamente, dois trabalhos se destacam: o primeiro usa um gerador de vórtices tipo asa delta, e o segundo usa uma técnica de geração de vórtices.
Os autores não mostram os detalhes do gerador de vórtices utilizado, mas a característica comum às técnicas usadas com a finalidade de aumentar o desempenho das entradas de ar submersas, e cujos resultados foram satisfatórios, é a modificação do conteúdo da energia da camada limite que se desenvolve à montante da entrada.
	A maneira clássica de avaliar o desempenho das entradas de ar leva em conta três parâmetros. O primeiro é a vazão mássica de ar que ingressa na entrada, ou mais precisamente, a razão entre esta vazão mássica e a vazão mássica teórica que ingressaria na entrada em condições de escoamento não perturbado. O segundo é a eficiência de recuperação de pressão dinâmica da entrada, a qual é definida como a razão entre a pressão dinâmica na garganta da entrada e a pressão dinâmica no escoamento não perturbado. O terceiro parâmetro é o coeficiente de arrasto na entrada.
Primeiros Trabalhos
	Hall e Barclay reportaram os resultados de um trabalho experimental utilizando entradas de ar submersas tipo NACA, as quais foram posicionadas em quatro diferentes locais da fuselagem de um modelo de avião de caça, para números de Mach de 0,30 a 0,875. 
	As medições da camada limite sobre a fuselagem indicaram que a espessura de camada limite cresce com o aumento do número de March. Este resultado foi atribuído ao deslocamento à montante do ponto de transição de escoamento laminar/turbulento ao longo da fuselagem com o incremento do número de Reynolds.
	As conclusões mais importantes dos trabalhos foram que a eficiência de recuperação de pressão dinâmica é grandemente afetada pelas variações na vazão mássica na entrada, e que em geral a influência das variações do número de Mach é pequena.
	Posteriormente Hall e Frank complementaram este trabalho experimental, incluindo o estudo da influência do ângulo do bordo da entrada (lipangle) e do uso de defletores de escoamento. Os detalhes são mostrados na figura 4 a seguir.
Figura 4: Detalhes dos defletores e o escoamento do ar.
	Os autores concluíram que os maiores valores de eficiência de recuperação de pressão dinâmica são obtidos nas posições mais próximas ao nariz da aeronave, que, ao incrementar a espessura de camada limite a eficiência diminui. Além disto, a presença dos defletores de escoamento resultou em um aumento do valor máximo da eficiência de recuperação de pressão dinâmica e a vazão mássica onde este valor ocorreu.
	Delany testou um modelo de avião caça em escala 1:4 equipado com entradas NACA. Neste trabalho foram testados diferentes comprimentos do duto que une as entradas e o motor, e também foram consideradas entradas NACA com defletores, conforme mostrado na figura 5.
Figura 5: Teste geral de Delany.
	Os testes foram realizados nas duas posições longitudinais da entrada NACA ao longo da fuselagem. A primeira localizada a montante da asa do modelo, e a segunda situada sobre o ponto de espessura máxima da asa, onde a camada limite é mais espessa do que na primeira posição. 
	Os resultados obtidos indicaram maiores valores de eficiência de recuperação de pressão dinâmica nas posições dianteiras do modelo, como era esperado.
	Por outro lado, os estudos das características do escoamento indicaram a formação de regiões de baixa velocidade perto das paredes de rampa da entrada NACA. Testes com fumaça mostraram que o escoamento de ar ao longo da rampa seguia a direção das paredes divergentes da rampa, enquanto que o escoamento de ar ao longo da fuselagem era praticamente paralelo ao escoamento não perturbado. Consequentemente, na parte superior da rampa ocorria uma mudança repentina na direção do escoamento de ar, o que finalmente originava a formação de escoamento rotacional.
	Duas entradas de ar submersas foram testadas por Mossman, as quais possuíam uma razão largura/altura de 4/2 e ângulo de inclinação da rampa de 7o. A diferença entre estas duas entradas consistia na forma das paredes da rampa: paralelas ou divergentes. Os testes foram feitos variando o número de Mach entre 0,2 e 0,9. Os resultados mostraram que a entrada com rampa de paredes divergentes possui melhor desempenho em altos números de Mach, quando comparada à entrada com rampa de paredes paralelas.
Isto foi atribuído às diferenças nas características da camada limite sobre a entrada. Para ambas as entradas, a diminuição da eficiência de recuperação de pressão dinâmica com a diminuição da vazão mássica foi atribuída ao espessamento da camada limite, como consequência dos gradientes de pressão adversos ao longo da rampa da entrada.
	Para números de Mach entre 0,8 e 0,9; ondas de choque ocorreram em ambas às entradas, o que sugere que modificações das geometrias das entradas deveriam ser feitas a fim de deslocar a onda de choque para o mais próximo possível do início da rampa inclinada. 
	Frank e Taylor compararam as características transônicas de uma entrada de ar tipo scoope uma entrada de ar tipo NACA através de testes de túnel de vento. Os testes foram feitos variando-se o número de Mach entre 0,79 e 1,12; para os ângulos de ataque de 0, 3, 6 e 9o. A fim de prover diferentes vazões mássicas, restrições na área de saída do duto foram impostas. Para valores da razão entre esta vazão mássica que ingressa na entrada e vazão mássica teórica que ingressaria na entrada em condições de escoamento não perturbado menores do que 0,5; a eficiência da entrada NACA foi superior que a correspondente da entrada scoop, para todos os números de Mach e ângulos de ataque testados. 
	Para baixos ângulos de ataque e números de Mach subsônicos as entradas submersas apresentaram eficiência maior ou igual do que as entradas scoop. Porém, incrementos do ângulo de ataque originaram efeitos negativos maiores sobre a eficiência da entrada submersa do que sobre a eficiência da entrada scoop. 
	O efeito do número de Mach foi pequeno em ambos os tipos de entradas. Testes realizados com camadas limites mais espessos mostraram que as perdas na eficiência e vazão mássica foram maiores para a entrada scoop.
Incrementos da propulsão
	Taylor apresenta uma análise comparativa das medições do arrasto e eficiência de recuperação de pressão dinâmica para uma entrada NACA e outras duas configurações resultantes de modificações das paredes laterais da mesma. Este trabalho foi conduzido em um túnel de vento, para uma faixa de números e Mach entre 0,8 e 1,11. Resultados anteriores mostraram que os vórtices formados sobre as paredes divergentes da rampa, os quais permitiam uma maior ingestão de ar quando comparado ao caso de uma rampa com paredes paralelas, também induziam ar de baixa energia proveniente da camada limite para dentro da entrada NACA, afetando assim negativamente os valores da eficiência de recuperação de pressão dinâmica na entrada. 
	A fim de verificar a possibilidade de reduzir a intensidade dos vórtices nas paredes laterais da rampa, deslocando-os da região central, o ângulo entre o chão e as paredes laterais da rampa da entrada NACA foiaumentando, conforme mostrado na figura 6 a seguir.
Figura 6: Representação de uma entrada NACA modificada.
	Os resultados obtidos mostraram que para o valor mais alto de vazão mássica testada as versões modificadas da entrada geralmente levaram a maiores
	Os resultados obtidos mostraram que para o valor mais alto de vazão mássica testado as versões modificadas da entrada geralmente levaram a maiores valores de eficiência de recuperação de pressão dinãmica do que a entrada não modificada. Esta melhoria na eficiência foi atribuida ao efeito conjunto do deslocamento lateral dos vórtices gerados nas paredes da rampa e pela fuga da camada limite acumulada nas paredes da rampa, parte da qual deixa de ser ingerida pela entrada.
	Com relação aos efeitos do número de Mach e ângulo de ataque, as comparações realizadas indicaram que, para todos os casos testados, as duas entradas modificadas resultaram em valores iguais ou maiores de eficiência de recuperação de pressão dinâmica. No que diz respeito ao arrasto, as mudanças não foram significativas para números de Mach menores do que um (M< 1).
	Demard testou várias formas de entradas de ar auxiliares em um túnel de vento para números de Mach na faixa de 0,55 a 1,3. Os testes foram feitos usando duas formas diferentes de entrada submersa, uma com rampa de paredes paralelas, e a outra com rampa de paredes divergentes. A inclinação do duto de saída foi variada entre 15 e 90o. A entrada com 15o levou aos melhores resultados, em termos de eficiência, para números de Mach menores do que um (M⩽ 1).
	A pesquisa bibliográfica realizada a fim de estabelecer o estado da arte das entradas NACA mostrou que existe uma enorme lacuna entre a metade dos anos 1950 e o final dos anos 1990, durante a qual aparentemente não foram realizados trabalhos relacionados às entradas submersas, razão pela qual não se encontraram referências disponíveis para consulta. Se os trabalhos feitos durante os anos de 1940 e 1950, como é esperado, envolveram experimentos, com o advento das técnicas de Dinâmica dos Fluídos Computacional (CFD) e o incremento da potência computacional, os trabalhos mais recentes aliam frequentemente esforços experimentais aos numéricos. Este capítulo apresenta um resumo das publicações recentes mais importantes e, especificamente, as desenvolvidas entre os anos 1994 e 2004.
	Farokhi discute o conceito dos geradores de vórtices inteligentes e suas variantes, os geradores de vórtices inteligentes tetraédricos (STVG), mostrados na figura 7, e sua aplicação ao projeto de componentes de turbinas a gás usadas nas aplicações aeronáuticas.
Figura 7: Estrutura do escoamento a jusante o gerador de vórtices doublet e wishbone (a) e (b) Doublet VG em camada limite laminar e turbulenta, respectivamente; (c) e (d) Wishbone VG em camada limite laminar e turbulenta, respectivamente.
O principal objetivo deste trabalho foi estudar como os geradores de vórtices inteligentes poderiam evitar as perdas que comumente afetam o desempenho da entrada de ar do motor. Os testes usando STVG foram realizados sobre um aerofólio e uma nacele (suporte do avião). 
	Geradores de vórtices inteligentes tetraédricos, STVGs, são geradores de vórtices tipo rampa e equipados com um controlador pneumático que ajusta a altura do gerador de vórtices através de um sistema de controle fechado. Estes STVGs foram testados sobre um aerofólio de perfil NACA 4415. As medições de arrasto indicaram uma diminuição muito pequena do coeficiente de arrasto, porém o coeficiente de sustentação aumentou significativamente para ângulos de ataque do aerofólio maiores que 8,7o.
Um gerador de vórtices com uma cavidade de abertura de 60o e ângulo de inclinação da rampa de 8o foi posicionado sobre uma nacelesupersônica bidimensional tipo convergente-divergente e a razão de pressão no bocal.
NPR (NozzlePressureRatio) foi variada de 2 até 10, os resultados obtidos mostraram que, para baixos valores de NPR, ondas de choque ocorrem e que a interação dos vórtices com a onda de choque afasta a onda em direção à montante dos vórtices.
Rodriguez apresenta um método usado para o projeto de entradas de ar para o motor, o qual integra um modelo numérico baseado nas equações de Navier-Stokes, um simulador de motor e um otimizador não linear. A ingestão de camada limite, BLI (BoundaryLayerIngestion) é um conceito de projeto para um sistema de propulsão que poderia melhorar a eficiência propulsiva. Ao ingerir escoamento com baixa quantidade de movimento, proveniente da camada limite, reduz-se o arrasto de pressão do motor. Este conceito é utilizado para o projeto do chamado Blended-Wing-Body(BWB), um exemplo do qual é mostrado na figura 8, que é uma configuração de aeronave prevista para o transporte de passageiros.
Figura 8: Projeto conceitual do BWB.
Para todos os casos testados no trabalho de Rodriguez, a função objetivo adotada foi à quantidade de combustível a ser utilizada. O conjunto de variáveis de projeto incluiu variáveis geométricas da entrada e sua configuração, o ângulo de ataque para controlar a sustentação, e os valores de pressão de saída para garantir compatibilidade entre o simulador do motor e do fluido.
Os resultados obtidos indicaram que o método é efetivo para a otimização deste tipo de configuração, e também permite identificar que o espaçamento lateral entre as naceles é a maior fonte de arrasto. 
	Uma análise computacional de uma entrada tipo NACA, inicialmente projetada com o objetivo de maximizar a eficiência de pressão de recuperação dinâmica, à qual foi adicionado um gerador de vórtices tipo asa delta, é descrita no trabalho de Faria e Oliveira. A geometria considerada foi de uma placa plana com 10 m de comprimento no centro da qual uma entrada NACA é posicionada. O domínio de cálculo foi limitado por um hemisfério com 10 m de raio, onde condições de escoamento não perturbado foram estabelecidas. Tanto a entrada NACA convencional como a entrada NACA com gerador de vórtices foram simuladas usando CFD. Modificações da configuração básica do gerador de vórtices, mostrado na figura 9, também foram testadas.
	De uma maneira geral, a inclusão do gerador de vórtices nas diversas configurações não foi benéfica, já que foram reportadas perdas na eficiência de recuperação de pressão dinâmica da ordem de 5 a 23%, quando comparado à entrada NACA sem gerador de vórtices, e aumento de arrasto de 25 e 53%.
Figura 9: Entrada NACA com gerador de vórtices.
	Devineet al., pesquisaram experimental e numericamente, a influência de um par de geradores de vórtices tipo aleta, cuja geometria não é detalhada, posicionados a montante de uma entrada submersa com rampa de paredes paralelas. Os resultados correspondentes à entrada sem o gerador de vórtices mostram que a eficiência de recuperação de pressão dinâmica é baixa, quando comparada à outras publicações. Acredita-se que isto tenha ocorrido devido à alta razão entre a espessura da camada limite e a profundidade da entrada 1,42. Com o uso dos geradores de vórtices, a espessura da camada limite parece ter diminuído e o ar com alta energia forçado a ingressar na entrada como consequência do downwashgerado pelos vórtices produzidos a montante da entrada. Este aspecto foi constatado tanto nos resultados numéricos como nos experimentais, nos quais a eficiência de recuperação de pressão dinâmica mostrou aumentos de 34 a 37%.
	Taskinogluet al., estudaram o comportamento do escoamento do ar em uma entrada de ar submersa através de simulações numéricas. O trabalho considerou uma configuração de entrada genérica, mostrada na figura 10.
Figura 10: Entrada de ar submersa genérica.
 As condições de escoamento não perturbado corresponderam a uma pressão de 73kPa, a uma temperatura de 273K, e a um número de Mach de 0,7. Dois valores diferentes de pressão estática na saída do duto foram considerados: 73 e 80kPa.
Dos resultados foi observado que, quando a pressão estática na saída do duto é baixa o suficiente para o escoamento acelerar até velocidades supersônicas, uma onda de choque ocorre na paredesuperior da entrada, a qual cria distorção do escoamento e perdas de pressão total de cerca de 30% a jusante da garganta da entrada. Por outro lado, se a pressão estática na saída é aumentada a fim de manter o escoamento em velocidades subsônicas, estas altas pressões provocam uma desaceleração do escoamento nas partes inferiores do duto e o escoamento “escapa” para as regiões de baixa pressão, criando turbilhões ao longo das paredes do duto. Isto origina problemas de separação da camada limite e distorção do escoamento.
Taskinogluet al., aplicaram um processo de otimização da forma de uma entrada de ar submersa subsônica, cuja representação esquemática é mostrada na figura 11, a fim de obter alta qualidade do escoamento de ar a montante do compressor. As variáveis escolhidas para medir a qualidade do escoamento foram a distorção do mesmo e o índice de turbilhonamento (swirl index). 
Figura 11: Parâmetros usados na otimização da entrada.
	Os resultados das simulações numéricas para a entrada convencional, sem a aleta, mostraram que as variações na pressão total na seção de saída são da ordem de 1%. Porém, as variações em termos de velocidade são da ordem de 60%, indicando uma alta distorção do escoamento. O estudo de otimização levou à escolha de duas entradas ótimas, para as quais a altura e comprimento das aletas encontravam-se na faixa de 9 a 12 e 18 a 24 mm, respectivamente. Também foi determinado que o ângulo de incidência da aleta é o principal parâmetro que determina o valor do índice de turbilhonamento. 
III – MATERIAS UTILIZADOS
Dados Técnicos:
- 4 rodas de silicone de 120mm de diâmetro por 45mm de largura
- 6 barras de trilhos de alumínio 900x20x10mm
- 9 garrafas pet 2 litros
- 19 conexões engate rápido 1/8’’ x 6mm
- 9 porcas sextavada de 1/8”
- 1 válvula de bloqueio pneumático de saída 1/4”
- 1 coletor pneumático de alumínio em régua com 9 saídas de 250x15x40mm
- 6 metros de mangueira de ar comprimido 6mm
- 1 rolo de silver tape
- 1 rolo de veda rosca 
- 4 parafusos cabeça sextavada 6mm
- 8 arruelas lisas 6mm
- 4 suportes de ferro em “L” para cortinas 
- 10 rebites de 2mm
- 1 furadeira com broca de 8mm
- 1 tubo de óleo lubrificante Singer
- 10 abraçadeiras de nylon de 200mm de comprimento
IV – DESENVOLVIMENTO
Foram feitas algumas reuniões na casa de um dos membros do grupo para a realização da maior parte do projeto.
	Através de diversas pesquisas, foi-se decidido que a estrutura deveria ser de alumínio pré-moldado, devido a sua leveza, estabilidade e resistência contra curvaturas ou dobras. A barra de 20 mm de largura por 10 mm de altura foi cortada e arrebitada em suas pontas, formando um esquadro retangular e com apoio para as garrafas e coletor de ar, de 820 mm de comprimento por 500 mm de largura.
	Após isso, começou-se a construção dos eixos das rodas. Definimos o melhor lugar para fixação das 4 rodas, sem afetar a integridade da estrutura e proporcionando maior velocidade. Adicionamos parafusos de diâmetro 6 mm por 100 mm de comprimento, que foram fixados em uma barra metálica em L para posteriormente serem fixados no chassi. Também nesse momento foram montados os engates rápidos nas tampas das garrafas, onde elas foram perfuradas, os engates parafusados e uma porca complementavam a segurança na parte interna. Fita veda rosca também foi utilizada no processo para evitar vazamentos. 
 
Montadas as tampas e fixadas com veda rosca, começou-se a montagem do sistema de propulsão. Agrupando as garrafas na parte frontal, conforme o centro de massa, totalizando 350 mm de altura. Definimos o ponto exato onde iria ser colocada a anilha de 2 kg e analisamos a melhor distribuição de peso no projeto. 
Fixamos o coletor de ar na parte traseira da estrutura, ligando também seus engates rápidos com as mangueiras de ar comprimido, finalizando o conjunto com a válvula de controle de fluxo na extremidade. 
Por fim, foi feita a pintura final do esquadro e das garrafas, além da lubrificação das rodas. 
 
Acoplando novamente as rodas, pesamos o protótipo, com um valor total de 1,850 Kg. Foram feitos testes de performance na pista onde ocorreria a prova, em 3 baterias e transportando a carga de 2kg, obtendo uma velocidade média de 1,5 m/s.
V – VALORES
Embora seja um projeto simples, existe a necessidade de ser feito com o melhor design para aliar uma redução grande de peso e os materiais utilizados para dar sua consistência. Foi observado desde os primeiros testes que as melhores opções de materiais acabavam elevando o custo do projeto, mas seu custo/benefício continua extremamente favorável.
	Material (quantidade)
	Valor Total
	6 Barras de trilho de aluminio
	Arrecadado por doação
	19 Conexões engate rápido 1/8” x 6mm
	R$ 80,00
	9 Porca Sextavada 3/8”
	R$ 15,00
	9 Garrafas Pet 2 litros
	Arrecadado por doação
	1 Coletor pneumático de alumínio
	R$ 70,00
	4 Rodas de patins 
	Arrecadado por doação
	4 Parafusos sextavados 6mm
	R$ 4,00
	4 Porca sextavada 6mm
	R$ 2,00
	6 Metros de mangueira 
	R$ 15,00
	4 Suportes de ferro em “L” para cortinas
	Arrecadado por doação
	8 Arruelas lisas 6mm
	R$ 2,00
	1 Rolo de silver tape
	Arrecadado por doação
	1 Válvula de bloqueio pneumático 1/4” 
	R$ 20
	1 Rolo de fita veda rosca
	Arrecadado por doação
	10 Abraçadeiras de nylon 
	Arrecadado por doação
	1 Tubo de óleo lubrificante
	Arrecadado por doação
	 
	 
	Total: 
	 R$ 208,00 
VI – CONCLUSÃO
Visto tudo, é de suma importância reconhecer os aspectos positivos do estudo teórico aplicado à execução do projeto. Pesquisas, a busca pelo saber e a repetição do processo em situações adversas e inesperadas contribuíram grandemente para o aprimoramento do produto final além de gerar conteúdo e conhecimento extra a cada um dos envolvidos nas etapas de produção.
Importante ressaltar o trabalho em equipe, onde a convivência em cada etapa de elaboração e execução do projeto, que se pode comparar às futuras situações enfrentadas no âmbito profissional, agrega além de conhecimento técnico, experiência de convívio humano a fim de se obter o melhor resultado para o grupo.
Pode-se considerar o projeto em pauta uma introdução aos alunos do curso à pneumática, que por sua vez é uma área de grande importância e influência na engenharia contemporânea, o que torna o trabalho mais estimulante e desafiador para os integrantes. De fato, um dos primeiros contatos diretos à aplicação dos conceitos absorvidos em sala.
As adversidades enfrentadas em cada etapa do processo de desenvolvimento e criação tiveram papel fundamental para o aprimoramento do resultado final, pois desencadearam novas idéias e técnicas para a solução dos ocorridos.
A propulsão a ar comprimido reflete uma das possíveis aplicações dos conceitos pneumáticos, que por sua vez são diversos na sociedade atual e uma ótima solução em vários casos, onde até se pode poupar certas quantidades de energia em relação a outros modelos de propulsores.
Desta forma, podemos concluir que um bom embasamento é refletido diretamente nos resultados finais, além de uma boa dinâmica de grupo.
VII – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Regras Do Carro.Disponível em: sites.google.com/site/uniprofessores/home/aps_ed
CARDOSO, R. L. Estudo Aerodinâmico E Dimensional Para Manufatura Do Veículo Hipersônico Aeroespacial 14-X BS. UndergraduateWork, FATEC de São José dos Campos: Professor Jessen Vidal, Brazil, 2012.
HSU, Liu et al. Avaliação experimental da modelagem e simulação da dinâmica de um veículo submarino de operação remota. Revista Controle e Automação, v. 11, n. 2, p. 82-93, 2000.
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