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Título: Implementação de uma ferramenta computacional para verificação do ajuste do lançador em lançamentos de foguetes não-guiados
Autor(es): Borges, Ricardo Silva
Orientador: Amaral, Henrique Mariano Costa do
Membro da Banca: Almeida Neto, Areolino de
Membro da Banca: Abreu, Ivanildo Silva
Data do documento: 2019-04-26
Editor: Universidade Estadual do Maranhão
Resumo: Neste trabalho é implementada e validada uma ferramenta computacional de simulação de voo para lançamentos de foguetes não guiados denominada SSEAM (Simulator of Spherical Earth of Asynmetric Mass) que adota o modelo de Terra esferoidal e não-inercial. Esta ferramenta descreve a trajetória de um veículo aeroespacial desde a rampa de lançamento até o ponto de impacto do foguete na Terra, fornecendo os diversos parâmetros de voo, como posição e velocidade, e permitindo estudos da dinâmica de voo. Os resultados da simulação foram comparados com aqueles obtidos com o simulador ROSI para o mesmo foguete e nas mesmas condições iniciais de lançamento. Foram observadas algumas diferenças entre os resultados simulados no SSEAM e no ROSI, que foram devidas aos modelos propulsivos e atmosféricos empregados por ambos os simuladores. Durante lançamentos de foguetes não guiados é fundamental analisar os diversos requisitos de missão tais como os de segurança de voo e climatológicos, para que ocorra sucesso na trajetória de voo e o objetivo da missão seja atingindo. Nos últimos anos, o Centro de Lançamento de Alcântara tem realizado inúmeras operações com veículos suborbitais estabilizados aerodinamicamente sem controle ativo de trajetória. A utilização de uma ferramenta de simulação é primordial para reproduzir o ambiente e as condições de voo, que não podem ser reproduzidos em laboratório. Além da implementação e validação do simulador, também foi realizada a simulação da metodologia do software Guará em conjunto com o simulador SSEAM, para verificar se o ajuste do lançador, fornecido pelo Guará, foi calculado adequadamente, uma vez que as simplificações que o mesmo adota para calcular os ângulos de azimute e elevação compensados podem degradar a eficácia do ajuste. O simulador SSEAM foi utilizado em conjunto com o Guará, para simular o voo de dois foguetes não guiados. Foi identificado que, devido às simplificações que o software Guará adota, nem sempre os ajustes indicados são eficazes para aproximar o ponto de impacto ajustado do ponto de impacto nominal. Isto implica que os valores de azimute e elevação ajustados para compensar os efeitos das perturbações causadas pelo vento não são sempre eficazes. Os resultados alcançados neste trabalho sugerem como a utilização do simulador SSEAM pode vir em auxilio da Segurança de Voo durante uma campanha de lançamento
Resumo: In this work, a computational tool for unguided rockets launch simulation, named SSEAM (Simulator of Spherical Earth of Asynmetric Mass), that adopts the spherical and non-inertial earth models, is implemented and validated. This tool describes the trajectory of rockets, from the launcher to the impact point, providing several flight parameters, such as position and speed, and allowing inferences from the flight dynamics of the rocket. Results from simulations were compared with those obtained with ROSI software considering the same initial launch conditions. It was possible to notice differences in the results, due to the propulsion and atmospheric models applied in both simulators. Along unguided rocket launch missions it is very important to analyse many mission requisites, such as the flight safety and climatological ones, in order to reach the mission goals. In the last few years, the Alcantara Launch Center has conducted several operations with fin-stabilized suborbital vehicles with no attitude control system. The use of a simulator is very important to recreate environment conditions, since it cannot be done in a laboratory. In addition to the implementation and validation of the simulator, the Guará software methodology was also simulated in conjunction with the SSEAM simulator, to verify if the launcher adjustment, provided by Guará, was properly calculated, since the simplifications that the software adopts to calculate compensated azimuth and elevation angles can degrade the effectiveness of the adjustment. The SSEAM simulator was used in conjunction with Guará to simulate the flight of two unguided rockets. It has been identified that due to the simplifications that Guará software adopts, the indicated adjustments are not always effective to approximate the impact point to the nominal one. This implies that the azimuth and elevation values calculated to compensate the wind disturbances are not always effective. The results obtained in this work suggest how the use of the SSEAM simulator can come to the aid of Flight Safety during a launch campaign.
Palavras-chave: Foguetes não-guiados
Simulação
Dinâmica de voo
Software Guará
Simulador SSEAM
Simulador ROSI
Simulator of Spherical Earth of Asynmetric Mass
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia de Computação e Sistemas - CCT - Dissertações

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