EQUIPE URUBUS AERODESIGN

AUrubus Aerodesign é a equipe que representa a UNICAMP (Universidade Estadual de Campinas) na competição anual SAE BRASIL Aerodesign há mais de 20 anos, participante desde as primeiras edições. Neste ramo da SAE, é incentivado o estudo e difusão de conhecimentos relativos à Engenharia Aeronáutica por meio de elaboração de projetos aeronáuticos desde a sua concepção até o detalhamento técnico, incluindo a construção da aeronave idealizada. A competição ocorre em três categorias: Advanced, Regular e Micro, cada qual com suas especificidades. A Urubus tem uma longa tradição como participante da classe Regular, mas já houve participações pontuais em competições da classe Micro. A avaliação é feita pela Comissão Técnica, formada por engenheiros da EMBRAER em sua maioria com sua própria história no Aerodesign.

De forma geral, pode-se dizer que a competição Regular ocorre em duas frentes: a etapa de projeto, e a etapa de voo. Para a etapa de projeto, as equipes devem desenvolver uma aeronave, determinar sua viabilidade e otimizá-lo de forma a ser mais leve possível além de conseguir carregar a maior carga possível. Nesta etapa, são avaliadas as plantas das estruturas do avião, uma apresentação oral sobre o projeto e os relatórios relativos à cada uma das 7 áreas técnicas (Aerodinâmica, Estabilidade e Controle, Desempenho, Cargas e Aeroelasticidade, Estruturas e Elétrico ). Além disso, na Urubus Aerodesign há áreas administrativas além das áreas técnicas, em que os integrantes se mobilizam de forma a manter a estabilidade e organização da equipe. Neste ambiente de alta competitividade, é essencial que a equipe consiga se coordenar de forma eficiente para o cumprimento das responsabilidades e de prazos.

Todos os anos, com exceção dos anos de 2020 e 2021 devido à pandemia do coronavírus, a competição de voo é realizada em São José dos Campos para a apresentação e prova das aeronaves construídas. Para a classe Regular, os principais fatores são avaliação da leveza do avião e maior carga carregada. No ano de 2022, a Urubus conquistou o segundo lugar com um avião cujo peso vazio (sem carga) era de 2,580 kg com carga paga total (carga carregada pelo avião) de 10,275kg. Ou seja, o avião levava uma carga de quase 5 vezes seu próprio peso!

Para isso ser possível, é preciso a elaboração de um projeto robusto e otimizado, além do uso de técnicas de prototipagem e a enfim construção minuciosa da aeronave final, que serão explicados mais adiante.

Projeto e Construção

Para o início do projeto, é utilizado um algoritmo em Matlab que gera modelos de aviões de forma aleatória seguindo restrições pré-determinadas e os analisa de acordo com seu desempenho. Finalmente, os melhores parâmetros de cada modelo são cruzados a cada geração, obtendo-se no final um avião aprimorado.

Com o projeto de avião a ser construído, pode-se então realizar análises detalhadas, principalmente em termos de aerodinâmica, desempenho e estabilidade. O protótipo construído em seguida tem o papel de validar os dados teóricos obtidos, e logo são realizadas uma série de outras análises subsequentes para otimização estrutural, além de adicionar mudanças conforme necessário. O segundo protótipo construído tem como função validar as análises estruturais e complementar a base de dados sobre o avião por meio da telemetria embarcada.

Uma vez validados todos os dados e seguros de que o avião não apresenta erros de performance, constrói-se o avião oficial. Normalmente, a equipe constrói mais de um avião para ser voado na competição, para fins de segurança.

Ao todo, esse processo de prototipagem, análise e construção é iniciado em Janeiro, e é finalizado em Novembro, mês da competição de vôo. O processo de construção dos aviões oficiais em si leva em torno de 4 meses. Em paralelo, é necessário ainda redigir relatórios extensos contendo todas as análises e testes realizados, além de confeccionar plantas das partes do avião, gravar vídeos do voo do mesmo em prazos pré-estabelecidos, e elaborar uma apresentação oral detalhada para explicar o processo de projeto e construção à comissão avaliadora.

No avião oficial utiliza-se uma série de materiais tendo em mente a leveza e resistência. No revestimento da asa e de outras superfícies do avião, é utilizada madeira balsa; os esqueletos da asa, das empenagens e superfícies de comando também são, em sua maioria, produzidos em madeira. Também são utilizadas mantas de fibra de carbono e de fibra de vidro para reforçar certos componentes. A fuselagem, ou seja, o corpo do avião onde são fixadas a asa e outras superfícies sustentadoras, é feita usualmente com tubos de carbono, de forma a minimizar o peso, além de ser usado honeycomb de aramida. Por fim, como acabamento, as asas e outras superfícies são enteladas, revestidas com uma fita específi- ca para aerodesign, característica por sua baixa densidade.

O primeiro protótipo normalmente é feito para ser de baixo custo: no ano de 2022, foi feito quase inteiramente de isopor.

O segundo protótipo já é um avião montado para ser muito mais próximo do projeto final, sendo utilizado madeira balsa tal qual o avião oficial.

O impacto da pandemia na equipe

No ano de 2020 iniciou-se o período de pandemia, e com isso, a descontinuidade das atividades presenciais em universidades de todo o país. Na UNICAMP não foi diferente, e a Urubus se viu em uma situação de desafio: de que forma se adaptar para o novo contexto?

Garantir a transmissão de técnicas tradicionais da Urubus no âmbito da construção é fundamental uma vez que são produtos do empirismo e extensa experiência da equipe, muitas vezes definindo a competitividade da aeronave construída frente a outras na competição. De forma geral, isto é feito no dia a dia da oficina, com a difusão natural de conhecimentos entre os membros durante o processo construtivo. No entanto, durante a pandemia, com a necessidade de distanciamento social, foi necessário o uso de outras maneiras de reinventar esse método de transmissão de técnicas para os novos membros, principalmente por meio de vídeos e videochamadas. Mas foi somente em 2022, com a volta das atividades presenciais na universidade, que a dinâmica natural da equipe conseguiu fazer ser retorno, abrindo um novo período de desafios, sendo a principal delas a readaptação.

Após muitas frustrações e aprendizado, A Urubus conquistou segundo lugar na competição Regular de 2022. E com isso, veio também o direito à uma vaga na competição mundial SAE Aero Design EAST, que ocorrerá em Março de 2023 na Flórida, Estados Unidos. Não é a primeira vez: também já houve participações em 2014, 2015 e 2017.

SAE Aero Design EAST

A competição mundial traz consigo uma série de novos desafios: planejamento financeiro, arrecadação de fundos, projeto e cons- trução de um novo avião, logística para a viagem e hospedagem dos membros participantes, entre muitos outros. Mas um dos maiores fatores considerados pela equipe foi o tempo. Ao todo, são três meses e meio entre a premiação em Novembro de 2022 e a viagem em Março de 2023.

Primeiramente, foi necessário maximizar a arrecadação financeira por meio de vaquinhas, vendas e parcerias com empresas, até enfim ser possível iniciar a construção, em Fevereiro de 2023. Além disso, esse é o projeto mais ambicioso da equipe até então: é uma aeronave com aproximadamente 5 metros de uma ponta a outra da asa, e partes desmontáveis, de acordo com o regulamento e para permitir o transporte até os Estados Unidos.

Ao todo, serão 47 equipes participantes de todo o mundo. Como uma das representantes brasileiras, a Urubus enfrentará uma competição acirrada, mas a equipe está confiante em seu trabalho árduo e dedicado!