Estudo dispositivo de ponta de asa ajustável para redução de arrasto e melhoria de eficiência aerodinâmica em diferentes fases de voo

Abstract

O presente trabalho propõe o desenvolvimento e análise de um dispositivo de ponta de asa ajustável voltado à redução de arrasto e melhoria da eficiência aerodinâmica em aeronaves de asa fixa. O conceito se baseia na variação controlada da geometria do dispositivo de ponta de asa de acordo com a fase de voo, permitindo otimizar o desempenho durante o cruzeiro, quando as condições aerodinâmicas favorecem maior ganho de eficiência. Em contrapartida, durante as fases de baixa velocidade, como pouso e decolagem, o dispositivo é mantido em posição neutra, uma vez que sua atuação não apresenta ganhos significativos e pode gerar aumento de arrasto parasita. O projeto envolve a análise teórica dos efeitos do dispositivo sobre o campo de vórtices de ponta, bem como a modelagem de um protótipo e analise analítica para avaliar a influência da variação de ângulo e geometria nas forças aerodinâmicas resultantes. Os resultados obtidos indicam o potencial de redução de arrasto induzido em regime de cruzeiro, contribuindo para a eficiência global do voo e para a economia de combustível. O estudo reforça a viabilidade de dispositivos adaptativos como alternativa promissora para o aprimoramento de desempenho em aeronaves de pequeno e médio porte.

This work proposes the development and analysis of an adjustable wingtip device aimed at reducing aerodynamic drag and improving aerodynamic efficiency in fixed-wing aircraft. The concept is based on the controlled variation of the wingtip device geometry according to the flight phase, enabling performance optimization during cruise conditions, when the aerodynamic environment favors greater efficiency gains. Conversely, during low-speed flight phases — such as landing and takeoff — the device is held in a neutral position, given that its deployment yields no significant aerodynamic benefit and may result in increased parasitic drag. The project encompasses a theoretical analysis of the device's effects on the wingtip vortex field, as well as the development of a conceptual prototype model and an analytical assessment to evaluate the influence of angular and geometric variations on the resulting aerodynamic forces. The findings indicate a measurable potential for induced drag reduction during cruise flight, contributing to overall aerodynamic efficiency and fuel economy. The study reinforces the technical feasibility of adaptive wingtip devices as a promising alternative for performance enhancement in small and medium-sized fixed-wing aircraft.