Desenvolvimento de Software de Simulação de Engenharia Aeronáutica

Abstract

Este projeto tem como objetivo desenvolver uma base sólida para um software de simulação de engenharia aeronáutica, voltado para os projetos da Akaer, uma fornecedora de partes e componentes para a indústria aeroespacial que atua no desenvolvimento desde fuselagens de aeronaves até lançadores de satélites. O software será capaz de simular sistemas com seis graus de liberdade, incluindo a resolução de equações diferenciais para casos longitudinais e laterodirecionais nas asas, levando em consideração a influência dos controles de voo. Além disso, um módulo de simulação atmosférica será implementado, seguindo o padrão International Standard Atmosphere (ISA), permitindo uma análise precisa das condições de voo. O projeto será dividido em dois grandes escopos, sendo um grupo dedicado ao desenvolvimento e compreensão da física da engenharia aeronáutica e o outro grupo ao desenvolvimento do software. A metodologia ágil Cascata será adotada para estruturar o processo de desenvolvimento, o software JSBSim, será usado como ferramenta para validação dos resultados, em conformidade com os padrões oficiais da National Aeronautics and Space Administration (NASA) para este tipo de software. Ferramentas como Work Breakdown Structure (WBS) e diagrama de Gantt atuarão na organização do cronograma geral do projeto, garantindo uma clara definição do problema, escopo e metas, além de validação contínua com stakeholders. O resultado esperado é a criação de um software em Python que não só resolva equações complexas de forças e momentos nas asas, mas que também simule com precisão as condições atmosféricas durante o voo, contribuindo significativamente para as atividades de design, análise e otimização de componentes e sistemas aeroespaciais, bem como para a segurança e eficiência no desenvolvimento de novas aeronaves.

This project aims to develop a solid foundation for aeronautical engineering simulation software, aimed at Akaer’s projects, a supplier of parts and components for the aeroespace industry, involved in the development of everything from aircraft fuselages to satellite launchers. The software will be capable of simulating systems with six degrees of freedom, including solving differential equantions for longitudinal and lateral-directional cases on wings, considering the influence of flight controls. Additionally, an atmospheric simulation module will be implemented, following the ISA (Intenational Standard Atmosphere), allowing for precise analysis of flight conditions. The project will be divided into two main scopes, with one group dedicated to the development and understanding of aeronautical engineering physics, and the other group focused on software development. The Waterfall methodology will be adopted to structure the development process, and the JSBSim software, will be used for validating the results, in accordance with NASA’s (National Aeronautics and Space Administration) official standards for this type of software. Tools such as WBS (Work Breakdown Structure) and Gantt charts will help organize the overall project schedule, ensuring a clear definition of the problem, scope, and objectives, as well as continuous validation with stakeholders. The expected outcome is the creation of a Python software that not only solves complex equations of forces and moments on wings but also accurately simulates atmospheric flight conditions, significantly contributing to the design, analysis, and optimization of aerospace components and systems, as well as to the safety and efficiency in the development of new aircraft.