01). Explique os fundamentos da geração e distribuição de energia elétrica em um ambiente aeroespacial.
Todos os sistemas elétricos aeroespaciais contêm componentes que podem gerar energia. Geradores ou alternadores, dependendo da aeronave, são usados para gerar energia. Esses geralmente são alimentados por um motor, embora também possam ser gerados por uma APU, um motor hidráulico ou uma Turbina de Ar Ram (RAT).
02). Descreva as distinções entre os sistemas elétricos automotivos e aeroespaciais.
Categoria |
Automotivo |
Aeroespacial |
Geração de Eletricidade |
Os sistemas automotivos empregam um único alternador. |
Os sistemas aeroespaciais usam vários geradores. |
Consumo de Energia |
Os sistemas automotivos requerem menos energia. |
Os sistemas aeroespaciais requerem mais energia. |
Confiabilidade e Redundância |
Os sistemas automotivos oferecem menor redundância e confiabilidade. |
Os sistemas aeroespaciais oferecem maior redundância e confiabilidade. |
Considerações Ambientais |
Os sistemas automotivos não conseguem tolerar condições climáticas mais severas. |
Os sistemas aeroespaciais conseguem tolerar condições climáticas mais severas. |
Custo |
Os sistemas automotivos são menos caros. |
Os sistemas aeroespaciais são mais caros. |
03). Qual função a compatibilidade eletromagnética (CEM) desempenha no projeto de eletrônicos aeroespaciais e automotivos?
A capacidade do equipamento eletrônico de funcionar em seu ambiente pretendido sem gerar ou ser afetado por interferência eletromagnética (IEE) é conhecida como compatibilidade eletromagnética (CEM). Para garantir a segurança e a confiabilidade dos sistemas, a CEM é essencial no projeto de eletrônicos para aeroespacial e automotivo.
A lista a seguir ilustra a importância da CEM no design de eletrônicos automotivos e aeronáuticos:
Para evitar que sistemas essenciais, como sistemas de controle de voo e sistemas de gerenciamento de motor, sejam negativamente afetados pela IEE.
para evitar que os sistemas emitem IEE que possam interferir com o equipamento eletrônico próximo.
É essencial que os sistemas possam funcionar bem em condições adversas, como quando há outras fontes de IEE presentes ou quando está extremamente quente ou frio.
O teste de CEM é um processo importante no design de eletrônicos tanto para aeroespacial quanto para automóveis. O teste de CEM é utilizado tanto para confirmar que os sistemas atendem aos requisitos de CEM necessários quanto para detectar possíveis problemas que precisam ser corrigidos.
04). Descreva a função dos sensores nos sistemas automotivos e aeroespaciais.
Sensores medem valores físicos em sistemas automotivos e aeroespaciais. Sensores medem RPM do motor, velocidade do veículo, nível de combustível, temperatura do ar e pressão dos pneus em sistemas automotivos. Sensores avaliam altitude, velocidade aérea, atitude e temperatura do motor em sistemas aeroespaciais.
Unidades de controle eletrônico (ECUs) controlam sistemas de veículos ou aeronaves usando dados de sensores. A ECU controla a injeção de combustível e a ignição usando dados do sensor de RPM do motor. A ECU controla a transmissão e o freio com dados do sensor de velocidade do veículo.
Sistemas automotivos e aeroespaciais precisam de sensores para segurança e eficiência. Os sensores medem quantidades físicas e informam as ECUs para manter os sistemas dentro dos limites de projeto.
Sensor de RPM do motor: Mede a velocidade do virabrequim. Essa informação controla a injeção de combustível e a ignição para a ECU.
Sensor de velocidade do veículo: Mede a velocidade do veículo. Essa informação controla os sistemas de transmissão e frenagem da ECU.
Sensor de nível de combustível: Mede o combustível no tanque. Esses dados são utilizados pela ECU para calcular a economia de combustível e alertar os motoristas sobre baixo nível de combustível.
Sensor de temperatura do ar: Mede a temperatura do ar do motor. Essa informação controla a mistura de combustível e o momento de ignição pela ECU.
Sensor de pressão dos pneus: Mede a pressão dos pneus. Essa informação alerta o motorista sobre baixa pressão dos pneus pela ECU.
05). Quais as diferenças na distribuição de energia entre os sistemas elétricos automotivos e aeroespaciais?
Características |
Automotivo |
Aeroespacial |
Fiação |
Um calibre de fio maior é usado em sistemas automotivos. |
Um calibre de fio menor é usado em sistemas aeroespaciais, geralmente fibras ópticas são usadas. |
Frequência |
Energia DC de 12V (ou) 24V é frequentemente usada por sistemas automotivos. |
Energia AC de 400Hz é usada por sistemas aeroespaciais. |
Redundância |
Possuem menos redundância. |
Possuem mais redundância. |
Proteção |
Sistemas automotivos usam disjuntores e fusíveis para prevenir sobrecargas. |
Sistemas aeronáuticos usam medidas de segurança mais avançadas, como relés de estado sólido. |
Peso e Tamanho |
Usam componentes mais leves e compactos. |
Sistemas aeroespaciais são mais pesados e maiores em tamanho. |
06). Discuta as dificuldades e fatores que devem ser considerados ao projetar sistemas elétricos para aplicações aeroespaciais de alta altitude.
Dificuldades e fatores ao desenvolver sistemas elétricos aeroespaciais de alta altitude:
Baixa pressão atmosférica: A pressão atmosférica em altitudes elevadas é substancialmente menor que no nível do mar. Isso pode danificar a isolação de componentes elétricos, tornando-os menos resistentes a arcos e outros falhas.
Alta umidade: As altitudes elevadas têm maior umidade que o nível do mar. A umidade também pode afetar a isolação elétrica e a corrosão de metais.
Radiação: Em altitudes elevadas, as aeronaves estão expostas à radiação cósmica e solar. A radiação pode danificar eletrônicos e componentes.
Vibração: O voo causa muita vibração. Essa vibração pode soltar conexões elétricas e causar outros problemas.
Restrições de peso e tamanho: Devido às restrições de peso e dimensões, os sistemas elétricos para aplicações aeroespaciais devem ser leves e compactos.
Redundância: Os sistemas elétricos de aeronaves devem ser altamente redundantes para continuar operando após uma falha. São necessários múltiplos geradores, baterias e barramentos de distribuição de energia.