Sintese Nave Final

Proposta de Mini-nave.

Se perguntarmos a uma qualquer criança como é uma nave espacial, prontamente esta responder-nos-á que uma nave é parecida mais coisa menos coisa com um comum avião a jacto (Figura 1). Pouco é o erro da ingénua criança. Mas cada caso é um caso, e cada nave deve de ter a forma que mais se adequa a função que esta tem de realizar. O meu grupo pretende construir uma nave capaz de vencer o concurso Fisicum2011. Ganha o concurso quem conseguir construir uma nave que, depois de lançada consiga manter-se no ar o máximo de tempo possível e que posteriormente aterre a menos de 5m do local de lançamento.

Objectivo: Conseguir manter a nave no ar o máximo de tempo possível, sem comprometer a estabilidade e o alcance da mesma.

Mas em que local da nave devem de estar os propulsores?

Após termos feito um estudo sobre qual seria o modelo que nos garantia maior estabilidade e fiabilidade chegamos á seguinte solução: 4 propulsores colocados intrinsecamente na nave, afastados do centro e de forma a que se uníssemos o eixo de rotação de cada propulsor com o centro de uma secção do cilindro achatado, este ficaria dividido em 4 partes iguais (figura 3). Os quatro propulsores têm de ser idênticos para que a nave não fique desequilibrada, uma vez que o centro de massa coincide com o centro geométrico. Se isto acontecer, ela iria adquirir velocidade na horizontal, o que não queremos que aconteça. Mesmo utilizando propulsores iguais, temos consciência que a nave se deslocara na mesma na horizontal.  

Como estabilizar a nave?

Uma rajada de vento mais forte poderá ser uma causa possível para o desequilíbrio da nave. De forma a reduzir o risco de a nave se despenhar, vamos utilizar um sistema de controlo de estabilidade (SCE). Vamos explicar o funcionamento através de um exemplo. Supunha mos que a nave sofre uma rajada forte e fica inclinada, a nave, através deste sistema iria criar um Feedback que iria anular essa inclinação. O SCE basicamente será um cilindro com um pistão, com a variação da inclinação o pistão desloca-se devido ao aumento do seu peso tangencial, este torna-se superior ao atrito estático, ao mover-se, esse pistão diminui a diferença de potencial na turbina oposta, esta diminui a sua capacidade de tracção e a nave fica novamente em equilíbrio. Atingida esta posição o feedback termina e os propulsores ficam com um poder de tracção igual.

Mas qual será a força que os Propulsores terão de exercer?

A força terá de ser, na maior parte do movimento, simétrica ao peso da nave. Como o peso varia directamente com a massa, descobrindo a massa, temos a solução para este problema. Na tabela 1, temos uma listagem de todos os componentes da nave, com a massa que se espera de cada um. Fazendo o somatório obtivemos a massa de1,328kg. Multiplicando a massa por Fg, obtemos o peso de 13,28N. Como teremos 4 propulsores, essa força será dividida pelos 4, dando 3,32N por propulsor. Como a força que os propulsores vão anular o peso da nave, a força resultante da nave será nula, isso coloca outro problema.