AVANT-B

Número do processo: 
BR 51 2026 003722 0
Inventores: 
ODENIR DE ALMEIDA E PEDRO ANTÔNIO BORGES MADUREIRA
Categoria: 
Programas de Computador
Áreas de Atuação: 
Software e Tecnologia da Informação
Estágio de desenvolvimento: 
TRL 8 – Sistema qualificado e finalizado
Problema/Aplicação Tecnológica: 

O relatório técnico descreve o desenvolvimento do AVANT-B, um framework numérico projetado para a análise aerodinâmica de hélices utilizadas em aeronaves de decolagem e pouso vertical elétricas. Em cenários de baixo avanço, comuns na condição de voo pairado dessas aeronaves, as pás operam em elevados ângulos de ataque, o que comumente impede a convergência de softwares tradicionais de análise bidimensional. Além disso, simulações convencionais baseadas na Teoria do Elemento de Pá frequentemente assumem um perfil aerodinâmico médio ou único para toda a envergadura da pá. Isso gera hipóteses simplificadoras distantes da realidade, dado que as hélices comerciais modernas apresentam transições geométricas reais e variações complexas de seção transversal entre a raiz e a ponta da pá.

Diferencial: 

O framework supera as limitações de mercado através de uma arquitetura multiperfil, mapeando a transição geométrica real ao longo do raio da pá por meio da variável Airfoil_Map. O sistema utiliza o método de interpolação numérica Piecewise Cubic Hermite Interpolating Polynomial associado a splines para gerar perfis intermediários suaves, mantendo a mesma quantidade de painéis e garantindo a robustez dos dados. Para mitigar as descontinuidades geradas por falhas de convergência do XFOIL em ângulos intermediários de pré-stall, o código estabelece contato direto com a biblioteca da ferramenta. Ele inicia as simulações a partir do ângulo estável de zero grau e aplica micro-passos adaptativos de ângulo de ataque. Complementarmente, o programa automatiza o fluxo com a aplicação de métodos de extrapolação pós-stall, como os de Viterna e Montgomerie, e introduz fatores de correção tridimensionais essenciais, como as perdas de ponta e de cubo de Prandtl e correções de fluxo induzido de Du e Selig.

Oportunidade: 
A solução proposta cria uma oportunidade significativa para engenheiros e projetistas da indústria aeronáutica executarem análises de desempenho com maior fidelidade física e menos simplificações analíticas. O software atua de forma automatizada via processamento em lote com Python para gerar polares condizentes com as faixas locais de número de Reynolds e ângulos de ataque reais de operação. O principal ganho operacional reside na integração cross-platform, que exporta matrizes estruturadas diretamente para o MATLAB em arquivos de extensão .mat. Com a higienização automática de dados para evitar erros de sintaxe e a compatibilização direta com funções de interpolação bidimensional do MATLAB, o framework acelera o ciclo de projeto ao facilitar o cálculo imediato da tração total e do torque de hélices comerciais complexas.
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