Resultados da prova de lançamento oblíquo

No dia 06 de maio de 2017 foram realizados os testes oblíquos no estacionamento inferior do SENAI CIMATEC, com a presença do Prof. Dr. Guilherme Souza, Prof. Juliana Lins e o Prof. Dr. Juan Romero.

Esta prova consiste em lançamentos sucessivos do foguete, ao qual deveria estar afixada em seu corpo um cabo de aço revestido com PVC com bitola 1/16”. O foguete foi disparado a 4 metros de distância a partir da plataforma de lançamento engastada ao solo do estacionamento inferior do SENAI CIMATEC, com o intuito de levar o cabo guia até um alvo predeterminado no CIMATEC 4.

O alvo consistia em duas regiões circulares, em que foram divididas em alvo central e periferia. Para essa prova, tinha-se que lançar o maior número de foguetes com o intuito de acertar o alvo no tempo de 30 minutos. Para a realização dessa prova, era obrigatório o uso de EPIs para todos os integrantes do grupo envolvidos no lançamento.

No Vídeo 1 podemos ver um lançamento realizado no dia em que foi atingido a periferia do alvo circular.

Vídeo 1: Prova de lançamento

Fonte: Prof. Dr. Guilherme Souza

Conseguimos realizar 19 disparos no intervalo de 30 minutos, sendo que 11 ultrapassaram a parede do estacionamento, 7 no alvo periférico e nenhum no alvo central. A Imagem 1 representa o diagrama de localização dos foguetes disparados.

Imagem 1: Localização dos foguetes em relação ao alvo

Fonte: Própria equipe

Apesar de não atingirmos a o alvo central, consideramos a prova um sucesso, visto que não houveram problemas relacionados à estrutura da plataforma, nem com a integridade dos foguetes, além de termos cumprido com o objetivo de transportar o cabo guia acoplado no foguete.

Avaliação de Adequação Dimensional dos foguetes

No dia 04 de maio, quinta feira passada, ocorreu a Avaliação de Adequação Dimensional na sala de aula 2.3.4 do Centro Universitário Senai CIMATEC. O Coordenador Dr. Guilherme Souza juntamente com a professora de Metrologia Juliana Lins, avaliou os protótipos, dois ao todo, do foguete, baseando-se na folha de desenho do projeto feito previamente pela equipe.

As medições foram anotadas para que, posteriormente, a equipe fizesse uma tabela com o resultado. Na Imagem 1 abaixo podemos ver essa tabela.

                       Imagem 1: Tabela da avaliação de adequação dimensional da base

Fonte: Própria Equipe

Cada peça fabricada tem uma tolerância de fabricação de 5% para mais ou para menos da peça que foi projeta na folha de desenho (Solid Works) . A partir da tabela, é possível perceber que a medida que mais distanciou foi a da hipotenusa do cone do foguete 2, saindo ate mesmo da tolerância permitida.

Sendo assim, após as medições do Coordenador Guilherme e da Professora Juliana constatou-se que todas as medidas, com exceção de uma, estavam dentro da tolerância dos 5%, portanto, não se pode dizer que teve um exito de 100%, apenas um bom trabalho.

Avaliação de Adequação Dimensional da base

No dia 04 de maio, quinta feira passada, ocorreu a Avaliação de Adequação Dimensional na sala de aula 2.3.4 do Centro Universitário Senai CIMATEC. O Coordenador Dr. Guilherme Souza juntamente com a professora de Metrologia Juliana Lins, avaliou o protótipo da base, baseando-se na folha de desenho do projeto feito previamente pela equipe.

As medições foram anotadas para que, posteriormente, a equipe fizesse uma tabela com o resultado. Na Imagem 1 abaixo podemos ver essa tabela.

Imagem 1: Tabela da avaliação de adequação dimensional da base

Fonte: Própria equipe

Cada peça fabricada tem uma tolerância de fabricação de 5% para mais ou para menos da peça que foi projeta na folha de desenho (Solid Works) . A partir da tabela, é possível perceber que a medida que mais distanciou foi a do Braço do Lançador. Ele tem sua media na folha de desenho de 542,29 mm e a média das três medidas foi de 524,33 mm, variando para menos 3,3% da medida projetada.

Sendo assim, após as medições do Coordenador Guilherme e da Professora Juliana constatou-se que todas as medidas estavam dentro da tolerância dos 5%, concluindo assim, esta avaliação com êxito.

Foguete Final

A imagem 1 mostra o foguete definitivo em um desenho 3d. As mudanças em relação aos protótipos anteriores estão nas dimensões e na massa da estrutura. Possui um tamanho de cerca de 703 milímetros e uma massa total de 240 gramas. 

Imagem 1: Foguete 3D

Fonte Própria

 A imagem 2 demonstra as medidas das aletas, figura a esquerda, e do bico, figura a direita. As aletas foram feitas de duas camadas de papelão enquanto o bico de folha de raio-x. Esses materiais foram escolhidos em virtude da sua resistência e de serem obtidos com uma certa facilidade.A imagem 3 demonstra a confecção das aletas, seguindo as medidas da imagem 2

Imagem 2: Alguns componentes do foguete

Fonte Própria

Imagem 3: Confecção das aletas

Fonte Própria

Para realizar a construção deste foguete foram utilizados, além dos materiais já comentados acima, 3 garrafas de “Kuat” de 2 litros cada e uma massa esférica de 58 gramas composta de uma mistura de água com terra. A imagem 4 traz a representação do foguete em 2d com todos os seus componentes.

Imagem 4: Foguete em 2d

Fonte Própria

Tendo como base essas medidas, nesta semana a equipe foguete se reuniu para fazer o maior número de foguetes possíveis. A imagem 5 demonstra a fixação das garrafas uma nas outras juntamento com o bico. Para fazer essa fixação foram usadas Silver tape e fita adesiva.

Imagem 5: Confecção do corpo do foguete

Fonte Própria

     A imagem 6 mostra onde o aparelho que levará o cabo-guia estará localizado. Vale ressaltar que está estrutura já foi comentada anteriormente em outra postagem, no entanto, houve uma mudança na fixação do "mosquetão". Não se utilizou um fio, como havia anteriormente arquitetado, e sim um lacre de plastico que passou no meio de dois furos feitos na parte de cima da estrutura sem danificar qualquer componente.

Imagem 6: Fixação do "mosquetão" na estrutura

Fonte Própria

Montagem da Plataforma

Nesta semana a equipe base se reuniu para a confecção da plataforma de lançamento. O grupo se reuniu no Laboratório Theoprax, no Centro Universitário SENAI CIMATEC, devido à disponibilidade, ferramentas e maquinários necessários para a confecção da mesma.

Para a construção da Plataforma foram utilizados os seguintes materiais:

• ·         Palito de Bambu;
• ·         Tubos e conexões em PVC;
• ·         Durepoxi (resina epóxi);
• ·         Araldite (resina epóxi);
• ·         Cola de Madeira;
• ·         Cola Branca;
• ·         Cola Quente,
• ·         Cola de Contato;
• ·         Transferidor de plástico.

O primeiro passo foi colar 3 palitos de bambu com cola branca, afim de se montar cada um dos membros da treliça, como mostra a Imagem1. Após a colagem, foi feito um reforço com cola de madeira, e, a posteriori, com cola de contato.

Imagem 1: Colagem dos palitos de Bambu

Fonte: Própria equipe

Feito isso, partimos para a montagem das pernas da plataforma. As junções entre cada membro da treliça foi realizado com a cola epóxi “Durepoxi”. Optamos por imprimir em uma folha de papel A3 as pernas da treliça em 2D para utilizarmos como molde, como mostra a Imagem 2, a fim de se ter uma maior precisão e facilidade na confecção das mesmas.

Imagem 2: Molde na folha de papel A3

Fonte: Própria equipe

Após a colagem de cada perna, partimos para a fixação das mesmas no tubo central de PVC. Utilizamos um tubo de 32mm de diâmetro e 120mm de comprimento. Para posicionarmos as pernas com os ângulos de 120^o em relação umas as outras, foi utilizado um transferidor. A fixação foi feita provisoriamente com cola quente, a fim de se marcar o local exato onde a treliça seria colada, e posteriormente com a cola epóxi “Durepoxi”, fixando em seu local definitivo. A imagem 3 se refere ao posicionamento das pernas treliçadas.

Imagem 3: Posicionamento das pernas treliçadas

Fonte: Própria equipe

O resultado da fixação no tubo central pode-se ver na imagem 4. 

Imagem 4: Pernas treliçadas fixadas

Fonte: Própria equipe

Após a secagem do Durepoxi, foi feito um reforço e acabamento em cada ligação da treliça, seja ela entre os membros internos ou com o tubo, como mostra a imagem 5.

Imagem 5: Reforço nas pernas treliçadas

Fonte: Própria equipe

O sistema de acoplamento foi utilizado o mesmo da plataforma de lançamento vertical, acrescentando-se apenas um joelho e uma flange, para a angulação do sistema, e um palito de bambu próximo à sua base, o que possibilita a verificação do ângulo em que se encontra o sistema, como mostra na Imagem 6.

Imagem 6: Sistema de acoplamento do foguete

Fonte: Própria equipe

Para possibilitar a rotação do sistema de lançamento, foi utilizado um tubo de PVC rosqueado, onde em uma extremidade há um ‘T’ rosqueado e na outra uma porca de PVC. Esse tubo rosqueado passa por dentro do tubo de 25mm onde estão as pernas treliçadas, e as porcas servem para dar o ajuste na posição. No ‘T’ entram ainda o sistema de acoplamento de um lado e o contrapeso no outro. A Imagem 7 mostra esse sistema.

Imagem 7: Sistema Central

Fonte: Própria equipe

O contrapeso foi confeccionado em concreto, onde utilizamos um recipiente de plástico como molde. Foi colocado ainda um pedaço de tubo de PVC de 25mm e um adaptador de soldável para rosca, possibilitando o acoplamento do contrapeso no ‘T’ central.  A Imagem 8 mostra a peça finalizada

Imagem 8: Contrapeso

Fonte: Própria equipe

Para a verificação da angulação do lançamento do foguete, optamos por utilizar um transferidor plástico de 180^o, fixado no ‘T’ central. O resultado da base completa pode ser vista na Imagem 9.

Imagem 9: Plataforma Finalizada

Fonte: Própria equipe

Trajetória do Foguete

     Utilizou-se o Excel para ilustrar a trajetória que o foguete deverá fazer até alcançar o alvo desejado. A Imagem 1 mostra esta trajetória juntamente com um desenho em 2d feito no própria Excel do local de lançamento:

Imagem 1: Trajetória do foguete

Fonte: Própria equipe

     Vale ressaltar que o gráfico não começa na origem em virtude de o lançamento não ter sido feito na origem, a base onde o foguete foi lançado tinha já uma determinada altura. Percebe-se que existe uma parte reta e outra obliqua na linha da trajetória. A parte reta representa o movimento propulsionado, enquanto a obliqua o movimento obliquo.  Para realizar essa simulação utilizou-se os seguintes dados:  

Angulação: 55°

Velocidade inicial da trajetória obliqua: 21,64 m/s

Comprimento do trecho propulsionado: 2,5 metros

     Foi utilizado esse ângulo em um dos testes e das três tentativas feitas, uma alcançou o alvo desejado. As outras duas tentativas não alcançaram o sucesso em virtude da deformação que o foguete sofreu nas aletas por causa doss sucessivos lançamentos.

     Para que pudesse realizar a simulação acima utilizou-se alguns cálculos. A Imagem 2 mostra as formulas utilizadas para se encontrar a reta do trecho propulsionado:

Imagem 2: Fórmulas 

Fonte: Própria equipe

Sendo;

X_f: Coordenada final de X do trecho propulsionado

Y_f: Coordenada final de Y do trecho propulsionado

Lp: Comprimento do trecho propulsionado

θ: Ângulo Utilizado

     Para encontrar parte obliqua do lançamento, utilizou-se a formula a seguir, mostrada na Imagem 3. Ela indica a coordenada em y com base na de x:

Imagem 3: Fórmula

Fonte: Própria equipe

Sendo;

y: coordenado em y

x: coordenada em x

θ: Ângulo Utilizado

Vi: velocidade inicial da trajetória oblíqua

g: gravidade.

Plataforma Final

     Durante esta semana o time da plataforma ficou empenhado em tentar aperfeiçoar o modelo já postado aqui no blog, dessa forma conversamos com alguns professores sobre a nossa base montada e surgiram algumas ideias bacanas. Diferente da base já postada, essa versão “atualizada” permite uma regulagem da angulação e direção do lançamento, dessa maneira pode-se adequar as condições do projeto que determina que a base deve estar engastada ao solo no local do lançamento. A imagem 1 abaixo mostra o modelo 3D da versão final da plataforma de lançamento.

Imagem 1: Modelo 3D da plataforma de lançamento

Fonte: Própria Equipe

     Como mostrado na imagem 1, houve uma leve mudança com relação a plataforma postada semana passada aqui no blog. Além do novo sistema de regulagem, também se pensou em abaixar o centro de gravidade da plataforma, diminuindo a sua altura com relação ao solo, diminuindo dessa maneira a possibilidade da mesma tombar durante o lançamento dos foguetes.

     O time plataforma irá se reunir essa semana para a confecção da base, com o intuito de que ela esteja pronta com antecedência ao dia do lançamento, a fim de ser possível a realização de testes na área oficial de lançamento.