Determinação de frequências naturais e velocidades críticas aeroelásticas em asa de VANT: estudo experimental

Este artigo determina experimentalmente as frequências naturais e as velocidades críticas aeroelásticas em uma semi-asa de Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), projetada para a competição SAE BRASIL AeroDesign. A análise considera os principais fenômenos aeroelásticos: divergência, reversão de comando e flutter, resultantes da interação entre forças aerodinâmicas, elásticas e inerciais. Esses efeitos representam riscos relevantes à estabilidade e à integridade estrutural da aeronave, sendo o flutter particularmente crítico, com ocorrência rigidamente limitada pelas normas, que exigem uma margem mínima de segurança de 15% em relação ao envelope de voo. O projeto da semi-asa adota uma configuração de viga engastada-livre e utiliza madeira balsa, a fim de alcançar elevada relação rigidez-peso. Os ensaios experimentais determinam as rigidezes flexionais (EI) e torcionais (GJ), além de identificar as frequências naturais e os modos de vibração por meio de excitação por impacto. Os modelos analíticos, alimentados com os parâmetros obtidos, estimam as velocidades críticas de instabilidade. Os resultados mostram boa concordância entre os dados experimentais e analíticos, o que válida a abordagem adotada. A metodologia aplicada contribui significativamente para a avaliação da segurança estrutural do VANT e fornece subsídios confiáveis para seu projeto aeroelástico e operação segura em voo.