Ref.: MmeMss06-003
Apresentador: Felipe Jean da Costa
Autores (Instituição): Costa, F.J.(Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo); Costa, G.J.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Brito, A.A.(Instituto Tecnológico de Aeronáutica); Lima, M.S.(Instituto de Estudos Avançados);
Resumo:
startup aeroespacial brasileira BRENG Engenharia e Tecnologia, está estudando Sistemas de Propulsão Hipersônica Aspirada (HAP) como parte integrante dos esforços do INCT-PRO-HYPER (Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em HAP), uma rede de pesquisa que envolve universidades, centros de pesquisa, empresas e é liderada pelo Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do Comado da Aeronáutica (COMAER). Além disso, a BRENG participa da cooperação acadêmica PROCAD DEFESA, encabeçada pelo IEAv, para colaborar com a formação de Recursos Humanos nas áreas de HAP visando o acesso ao espaço. O sistema HAP estudado pela BRENG, denominado Veículo Hipersônico Vector (VHV), é baseado na combustão supersônica (“scramjet”) e em um ciclo combinado de propulsão a laser. O VHV é um demonstrador tecnológico projetado para demonstrar, durante a velocidade de voo hipersônica correspondente a número de Mach 7 através da atmosfera terrestre a 30 km de altitude, três tecnologias inovadoras: i) tecnologia “waverider”, para obter sustentação através de ondas de choque cônicas durante o voo supersônico ou hipersônico; ii) motor “scramjet” que consiste em um sistema de propulsão hipersônico baseado em combustão supersônica, usando hidrogênio como combustível, e iii) conceito de propulsão a laser, onde o fenômeno de ruptura do ar promove o empuxo do veículo aeroespacial e o acelera até condições supersônicas/hipersônicas. Durante o voo hipersônico, o motor “scramjet” promove a compressão e desaceleração da corrente livre na estação de entrada do “scramjet”, através das ondas de choque oblíquas/cônicas. O “scramjet” é um motor aeronáutico sem partes móveis e integrado como parte do veículo aeroespacial, a fim de condicionar o ar em velocidades supersônicas e, em seguida, queimar combustível (hidrogênio) na câmara de combustão.
Neste contexto, as entradas de ar de motores Scramjet representam um componente crítico que possuí extrema influência no funcionamento e desempenho global do motor. Ao passo que o veículo acelera, a camada de choque gerada durante o voo hipersônico tende a ficar menos espessa e consequentemente a onda de choque tende a ficar mais atada ao corpo do veículo. Este fato faz com que a incidência da onda de choque oblíqua/cônica gerada no bordo de ataque do veículo ocorra fora do ponto de projeto, incidindo fora da aresta da carenagem do motor. Diante deste cenário, é necessário um sistema de geometria variável que permita a adaptação do motor scramjet aos diferentes ambientes operacionais enfrentados em seu voo, ou seja, fazer com que o bordo de ataque da carenagem possa recuar ou avançar otimizando o desempenho do motor. Uma proposta para atender esses quesitos seria empregar materiais inteligentes, as chamadas Ligas de Memória de Forma (LMF). Para este trabalho pretende-se simular o Efeito Memória de Forma em software CAE em comparação com resultados experimentais de liga de NiTi, em condições de voo com velocidade correspondente a número de Mach 7 e 30 km.