Development of dynamic model of pressurized hydraulic reservoir for application in aircraft

Abstract

À medida que as aeronaves se tornaram maiores e mais complexas, a demanda por sistemas hidráulicos mais robustos e eficientes se tornou crítica. Para atender a essas demandas, foram desenvolvidos reservatórios pressurizados, como os de ar pressurizado, gás pressurizado e bootstrap, cada um garantindo pressão de sucção suficiente na entrada da bomba e desempenho estável sob condições operacionais variáveis. Este trabalho foca no reservatório bootstrap. O estudo investiga o projeto e a simulação de um sistema hidráulico pressurizado incorporando um reservatório bootstrap para aplicações aeronáuticas, abordando a estabilidade da pressão e o controle de posição de uma superfície de controle de voo em condições dinâmicas. Foi desenvolvido um modelo matemático para os componentes, incluindo o atuador, servo-válvula e reservatório bootstrap, para simular o comportamento do sistema. A metodologia proposta por Furst & De Negri (2002) foi aplicada para dimensionar os componentes hidráulicos, como o atuador e a servo-válvula, garantindo que o sistema atendesse aos requisitos de resposta dinâmica e controle de posição. Esses requisitos, como deslocamento máximo, tempo de acomodação e força de carga, foram confirmados nos resultados da simulação. O sistema alcançou pressão estável no reservatório e controle preciso de posição, com um tempo de acomodação de 0,975 segundos, atendendo à especificação de projeto de 1 segundo. Os resultados alinharam-se com o comportamento esperado do reservatório bootstrap, confirmando sua eficácia em manter a estabilidade do sistema e garantir o controle de posição sob condições dinâmicas. Esses resultados fornecem uma base para validação experimental futura e a possível integração do reservatório bootstrap em sistemas hidráulicos mais complexos.