terça-feira, 6 de julho de 2010

Demonstrador Tecnológico de Estado-Reator a Combustão Supersônica 14-X

VEÍCULO HIPERSÔNICO 14-X


O Veículo Hipersônico 14-X, concebido pelo Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu, do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), é parte do

esforço continuado do Departamento de Ciências e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), de desenvolver um demonstrador de tecnologia, visando exploração aeroespacial com decolagem em aero–espaço-portos de aeronaves/veículos aeroespaciais, utilizando: i) tecnologia “waverider”, proporcionando sustentação ao veículo aeroespacial, e ii) tecnologia “scramjet”, proporcionando sistema de propulsão hipersônica aspirada baseada na combustão supersônica.

O motor foguete S30, Fig. 2, utilizado nos Foguetes de Sondagem VS-30 e VSB-30, desenvolvidos e fabricados pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE/DCTA), será utilizado para


acelerar o Veículo Hipersônico 14-X para as condições préestabelecidas, de operação do Estato-Reator a Combustão supersônica, ou seja, posição (altitude, longitude e latitude),

velocidade (número de Mach), pressão dinâmica e ângulo de ataque, a partir do Centro de Lançamento de Alcântara.

Veículo Hipersônico 14-X



Demonstrador Tecnológico de Estado-Reator a Combustão Supersônica 14-X







”.

Demonstrador Tecnológico de Estado-Reator a Combustão Supersônica 14-X






Entre 30-40km de altitude e velocidade aproximada de 1.800m/s (aproximadamente número de Mach 6) deverá ocorrer a separação do motor S30 do Veículo Hipersônico 14-X. Em seguida, o Estato-Reator a Combustão Supersônica entrará em operação, por cerca de 5s, em vôo ascendente do Veículo Hipersônico 14-X, com aceleração até número de Mach 10. Completada a missão, o Veículo Hipersônico 14-X seguirá em vôo balístico. Após o atingir o apogeu o Veículo Hipersônico 14-X seguirá em vôo descendente até

mergulhar no Oceano Atlântico. O Veículo Hipersônico 14-X não será recuperado.



Investigação experimental da aerodinâmica e do escoamento supersônico na câmara de combustão do Veículo Hipersônico 14-X estão sendo realizados no Túnel de Choque Hipersônico T3 do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu.



TECNOLOGIA “WAVERIDER”

Veículo aeroespacial com tecnologia “waverider”, obtém sustentação utilizando a onda de choque, formada durante o vôo supersônico/hipersônico na atmosfera terrestre, originada no bordo de ataque e colada no intradorso do veículo, gerando uma região de alta pressão, resultando em alta sustentação e mínimo arrasto. O ar atmosférico, pré-comprimido pela onda de choque, que está compreendida entre a onda de choque e a superfície (intradorso) do veículo pode ser utilizado em sistema de propulsão hipersônico aspirado baseado na tecnologia “scramjet”.




Projeto conceitual de veículo hipersônico “waverider”




TECNOLOGIA “SCRAMJET”

Veículo aeroespacial com tecnologia “scramjet” (supersonic combustion ramjet), Fig. 5, utiliza um estato-reator (motor aeronáutico aspirado) que não possui partes móveis e que utiliza ondas de choque, geradas durante o vôo hipersônico (de veículos aeroespaciais), para promover a compressão e a desaceleração do ar atmosférico. Imediatamente anterior ou na entrada da câmara de combustão, combustível é injetado e misturado com Oxigênio existente no ar atmosférico. Como a mistura entra na câmara de combustão em velocidade supersônica, o processo de combustão se dá em regime supersônico, denominada de combustão supersônica, conseqüentemente tecnologia “scramjet”. O produto da combustão é

expelido na região de exaustão (expansão).



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