Curso de Engenharia Aeroespacial

Aula 1 • Matemática para Aplicações Aeroespaciais

Aborda cálculo vetorial, equações diferenciais e álgebra linear essenciais para a modelagem de sistemas aeroespaciais. Conecta a matemática abstrata a problemas físicos de engenharia.

Aula 2 • Termodinâmica e Transferência de Calor

Apresenta as leis da termodinâmica, os ciclos e os modos de transferência de calor essenciais para a propulsão e o gerenciamento térmico. Conecta conceitos de energia à análise térmica de motores e veículos.

Aula 3 • Mecânica Clássica e Dinâmica

Aplica as leis de Newton, métodos de energia e dinâmica de corpos rígidos a estruturas e veículos aeroespaciais. Fornece a base mecânica para análises posteriores de voo e propulsão.

Aula 4 • Introdução à Ciência dos Materiais

Aborda materiais metálicos, compósitos e cerâmicos utilizados em estruturas aeroespaciais. Estabelece critérios de seleção de materiais com base em resistência, peso e propriedades térmicas.

Aula 1 • Teoria de Perfis Aerodinâmicos e Asas Subsônicas

Analisa a geração de sustentação, a distribuição de pressão e o arrasto induzido para asas em fluxo subsônico. Conecta a teoria de perfil fino a parâmetros práticos de projeto de asas.

Aula 2 • Fluxo Compressível e Ondas de Choque

Estende a análise do fluxo para regimes transônicos e supersônicos, incluindo choques normais e oblíquos. Prepara os alunos para os desafios de projeto de veículos supersônicos e entradas de ar.

Aula 3 • Estimativa de Desempenho Aerodinâmico

Aplica modelos de polar de arrasto e coeficientes aerodinâmicos para estimar o desempenho da aeronave. Integra dados aerodinâmicos no dimensionamento preliminar de aeronaves e em estudos de compensação.

Aula 4 • Propriedades dos Fluidos e Regimes de Fluxo

Define viscosidade, compressibilidade e número de Reynolds para classificar o comportamento do fluxo. Estabelece a base física para toda a análise aerodinâmica subsequente.

Aula 1 • Estabilidade Estática e Dinâmica

Avalia as derivadas de estabilidade longitudinal e lateral-direcional e seu significado físico. Relaciona as margens de estabilidade às qualidades de voo e ao dimensionamento das superfícies de comando.

Aula 2 • Equações de Movimento para Aeronaves

Deriva as equações de movimento de seis graus de liberdade que regem a translação e a rotação da aeronave. Estabelece a estrutura matemática para todos os cálculos de desempenho e estabilidade.

Aula 3 • Envelope de Voo e Limites Operacionais

Define os limites estruturais, aerodinâmicos e propulsivos do envelope de voo operacional. Conecta os requisitos de certificação às restrições de projeto.

Aula 4 • Decolagem, Pouso e Manobras

Analisa a corrida no solo, a rotação e a autorização de tráfego aéreo de obstáculos para as fases de decolagem e pouso. Estende-se ao voo em curva, fator de carga e diagramas V-n.

Aula 1 • Sistemas de Combustão e Combustível

Aborda química da combustão, estabilidade da chama e projeto de câmaras de combustão para motores de turbina a gás. Aborda emissões, tipos de combustível e propelentes alternativos.

Aula 2 • Projeto de Bocal e Integração da Propulsão

Aplica a teoria de bocal isentrópico para projetar bocais convergentes-divergentes para empuxo ótimo. Integra a propulsão com a célula da aeronave para compatibilidade do sistema de admissão e exaustão.

Aula 3 • Princípios de Propulsão de Foguetes

Deriva a equação de empuxo do foguete, o impulso específico e a equação de Tsiolkovsky para o delta-V da missão. Compara sistemas de propelente líquido, sólido e híbrido.

Aula 4 • Fundamentos de Motores de Respiração de Ar

Apresenta os princípios operacionais de turbojatos, turbofans, turbopropulsores e estatojatos usando a análise do ciclo Brayton. Estabelece o empuxo específico e o consumo de combustível como métricas-chave de desempenho.

Aula 1 • Fadiga, Fratura e Tolerância ao Dano

Aplica curvas S-N, mecânica da fratura e modelos de crescimento de trinca para prever a vida útil estrutural. Conecta a filosofia de tolerância ao dano aos intervalos de inspeção e à certificação.

Aula 2 • Tensão, Deformação e Elasticidade

Apresenta os tensores de tensão e deformação, a lei de Hooke e a deformação elástica para materiais isotrópicos. Fornece a base analítica para todas as tarefas de dimensionamento estrutural.

Aula 3 • Flexão, Cisalhamento e Torção

Analisa vigas e eixos sob momentos fletores, forças cortantes e cargas torcionais. Aplica esses resultados a longarinas de asa, estruturas de fuselagem e eixos de transmissão.

Aula 4 • Flambagem e Instabilidade Estrutural

Avalia a flambagem de colunas, a flambagem de painéis e os modos de falha por esmagamento (crippling) críticos para estruturas aeroespaciais de parede fina. Apresenta os conceitos de fator de reserva e margem de segurança.

Aula 1 • Navegação Inercial e por Satélite

Analisa unidades de medida inercial, GPS e algoritmos de fusão de sensores para estimativa de posição e atitude. Avalia a precisão, a deriva e a integridade para diferentes perfis de missão.

Aula 2 • Arquitetura de Aviônica e Barramentos de Dados

Aborda arquiteturas de aviônica modular federada e integrada e seus padrões de comunicação de dados. Aborda processamento em tempo real, latência e considerações de segurança cibernética.

Aula 3 • Projeto de Piloto Automático e Leis de Orientação

Projeta leis de controle de atitude em malha fechada (inner-loop) e orientação em malha aberta (outer-loop) para voo autônomo e semiautônomo. Aplica controle ótimo e otimização de trajetória a cenários de missão.

Aula 4 • Fundamentos de Sistemas de Controle

Apresenta funções de transferência, diagramas de blocos e teoria de controle com realimentação para sistemas dinâmicos. Estabelece critérios de estabilidade usados no projeto de piloto automático e controle de voo.

Aula 1 • Sistemas de Comunicações e Telemetria

Aplica a análise de balanço de enlace para projetar sistemas de comunicação de espaçonaves para downlink de dados e uplink de comando. Aborda tipos de antenas, modulação e requisitos de estação terrestre.

Aula 2 • Mecânica Orbital e Projeto de Trajetória

Deriva as leis de Kepler, os elementos orbitais e as equações de manobra para órbitas terrestres e interplanetárias. Fornece a base para o projeto de missão e a análise de janelas de lançamento.

Aula 3 • Determinação e Controle de Atitude de Espaçonaves

Analisa sensores de atitude, atuadores e algoritmos de controle para espaçonaves estabilizadas em três eixos. Conecta os requisitos de precisão da atitude à seleção de sensores e ao projeto da lei de controle.

Aula 4 • Ambiente Espacial e Projeto de Missão

Caracteriza os ambientes de radiação, microgravidade e detritos e seus efeitos no projeto de espaçonaves. Integra restrições ambientais ao desenvolvimento do conceito de missão.

Aula 1 • Peso, Balanceamento e Centro de Gravidade

Estima os pesos dos componentes usando métodos estatísticos e analíticos e rastreia o deslocamento do centro de gravidade. Garante as margens de estabilidade e controle em todas as condições de carregamento.

Aula 2 • Projeto Preliminar e Estudos de Compensação

Refina o projeto conceitual por meio de estudos de compensação aerodinâmica, estrutural e de propulsão. Utiliza análise de sensibilidade para identificar os direcionadores críticos de projeto.

Aula 3 • Integração de Sistemas e Gerenciamento de Interfaces

Gerencia as interfaces mecânicas, elétricas e de dados entre subsistemas usando documentos de controle de interface. Aplica ferramentas de engenharia de sistemas baseadas em modelos para rastrear o fluxo de requisitos.

Aula 4 • Métodos de Projeto Conceitual e Dimensionamento

Aplica análise de restrições, frações de peso da missão e diagramas de carpet plot para dimensionar um novo conceito de veículo. Traduz os requisitos da missão em geometria inicial e estimativas de peso.