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quarta-feira, 16 de dezembro de 2009

0 Conheça o 14x o avião hipersônico brasileiro




Dentre as iniciativas nacionais na área de Pesquisa Científica e Desenvolvimento Tecnológico, uma novidade bastante animadora poderá ser revolucionária para a aviação e para a área espacial de lançamento de satélites, como hoje as conhecemos.

Trata-se de uma AERONAVE HIPERSÔNICA conhecida como 14X com motor SCRAMJET (Supersonic Combustion Ramjet), ambos totalmente brasileiros.

São projetos de interesse do Comando da Aeronáutica (Hipervelocidade e Propulsão com Ar Aspirado) e do Programa Espacial Brasileiro (Veículo Lançador de Satélites - VLS e Satélite Recuperável Atmosférico – SARA).

Tudo acontece graças ao contínuo apoio da FAPESP aos esforços do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) em demonstrar a viabilidade da construção de veículos capazes de voar 6 vezes a velocidade do som, em vôo hipersônico.

O que se almeja para o futuro é a construção de um avião hipersônico capaz de dar a volta ao planeta em poucas horas sem precisar queimar combustível fóssil.

Ele utilizará o próprio ar atmosférico como oxidante, ou seja, para a queima do hidrogênio líquido (combustível). E só levará o oxigênio necessário para a queima do combustível no trajeto fora da atmosfera terrestre.

O MOTOR HIPERSÔNICO brasileiro já existe e vem á um bom tempo sendo testado no novo TÚNEL DE VENTO HIPERSÔNICO PULSADO (T3) do DCTA.

O 14X Hipersônico

A nave brasileira hipersônica com a tecnologia de propulsão com ar aspirado já existe hoje além do papel. Será um veículo aéreo não-tripulado (VANT) com objetivo de colocar satélites em órbita.

Tendo sido batizado de 14X, tal nave deveria voar até 2010, mas atrasos fizeram a FAB mudar o ano para 2012. Trata-se de óbvia referência ao 14 Bis de Santos Dumont, o primeiro avião da história. O projeto do 14X é de autoria do mestrando 1º Tenente Tiago Rolim, que se formou no ITA em 2005.

No segundo semestre de 2007, o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) deu início aos testes com um modelo experimental reduzido do 14X.

Trata-se de uma aeronave com 80 cm de comprimento, construída em aço inoxidável, que é equipada com sensores de pressão, fluxo de calor e força para uma série de testes no T3.


Modelo de 80 cm do 14X Hipersônico em ensaio de vento no T3 (Foto FAB)

Os testes em túnel de vento simulam as condições de vôo do modelo experimental reduzido, sobre o qual são instalados sensores de pressão e temperatura para registro dos dados. Uma câmera filmadora de alta velocidade - dois milhões de quadros por segundo - permite a visualização do escoamento de ar sobre a fuselagem.


Demonstração de ensaio de vento do modelo do 14X no T3 ao Comandante Juniti Saito, em 2 de junho de 2008 (Foto FAB)

A etapa seguinte será a construção do modelo de vôo. Será uma aeronave com 2,5 m de comprimento e cerca de 300 quilos de peso. Ela será lançada por um foguete até atingir o ponto de combustão hipersônica. Isso porque o motor não terá capacidade de aceleração a partir de zero.

O lançamento do 14X poderá ser feito por um foguete de sondagem VS-40 ou um foguete do tipo do Pegasus, que colocou em órbita os satélites SCD-1 e SCD-2, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).


Foguete de sondagem VS-40

O motor do 14X não será uma peça à parte, como é habitual hoje. Ele só funcionará integrado à aeronave. Os testes desse motor hipersônico terão início em outubro de 2009.

A nave como um todo puxará o ar da atmosfera para a queima do combustível pelo motor. Com isso, o 14X será uma formidável plataforma de testes para conceitos inovadores.

Durante o vôo, o ar é comprimido pela própria geometria e velocidade do veículo e é direcionado para uma câmara na parte inferior do avião, onde também é injetado gás hidrogênio, que entra em combustão supersônica. A previsão é que o 14-X seja lançado de um foguete brasileiro em 2012. Isso porque o motor precisa de um impulso inicial até que atinja o ponto de combustão.

Outra tecnologia de ponta que está sendo utilizada no projeto do 14-X é o conceito "waverider", responsável pela sustentação da aeronave, através da formação de uma onde de choque na parte inferior do veículo. A tecnologia waverider confere alta razão de planeio ao veículo, que voa mais longe com a mesma quantidade de combustível.


62º FPB - Tecnologia Militar - A Defesa e o Novo Plano da Política Industrial - 17/12/2008. Relato da infinita série de embargos americanos ao Brasil (Referência aos 35 minutos)

Hipersônicos no Brasil e no Mundo

Com tudo isso, o Brasil está tendo a oportunidade inédita de seguir na dianteira de uma linha de pesquisa avançada em um momento estratégico, pois nenhum país no mundo domina ainda a tecnologia dos motores hipersônicos.

Os outros países que buscam dominar essa tecnologia são os EUA, Japão, Austrália e Rússia.

Em 2004 a Nasa quebrou o recorde de velocidade para uma aeronave com o modelo X-43A, que em apenas dez segundos atingiu 10 mil km por hora, algo próximo a Mach 10 (10 vezes a velocidade do som). Essa velocidade hipersônica foi obtida por meio de motores do tipo scramjet ou motores a propulsão aspirada.


X-43A


Em continuidade a esse programa, batizado de Hyperx, a Nasa e a Boeing estão desenvolvendo o veículo hipersônico X-51, que fará seu primeiro voo em breve.

O australiano HyShot atingiu altitude de 300 km em trajetória vertical, através do foguete Terrier-Orion. No voo descendente, o veículo da Universidade de Queensland alcançou cerca de 35 km de altitude e Mach 7.6.

A Revolução de um tanque a menos
 
Uma revolução na área espacial precisa ser ressaltada. Atualmente, nos métodos de lançamento convencionais, os veículos lançadores utilizam motores-foguete, que carregam tanto o combustível como o oxidante.

Os veículos espaciais precisam levar um tanque de combustível e outro de oxidante (a substância que faz com que o combustível queime, como o hidrogênio). A revolução será o uso de um tanque a menos.

Os experimentos permitirão o desenvolvimento de veículos lançadores de satélites que utilizem sistemas de propulsão com ar aspirado, que é uma tecnologia ainda inexistente no mundo. Na propulsão com ar aspirado, carrega-se apenas o combustível. O oxidante passa a ser o oxigênio do ar atmosférico.

Aeronaves como o 14X permitirão capturar o ar da própria atmosfera e utilizá-lo como oxidante. Com um tanque a menos, a nave ficará mais leve, o espaço para carga útil aumentará e as viagens serão mais baratas.

Como o peso do oxidante é maior do que o do próprio combustível, a carga útil do veículo lançador aumenta, tornando possível carregar mais satélites. Atualmente, um satélite não pode passar de 5 % do peso total de um veículo lançador de satélites (VLS).

Via IAE.

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