Investigação Teórico-Experimental de um Acelerador Hipersônico

• Processo: 24/00893-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Propulsão Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Fernando de Souza Costa
• Beneficiário: Fernando de Souza Costa
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). São José dos Campos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São José dos Campos
• Pesquisadores associados: Gabriel Silva Dias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acelerador hipersônico | Detonação gasosa | Detonation-driven gas launcher | Lançador hipersônico | Propulsão hipersônica

Resumo

O presente projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de um acelerador hipersônico de estágio simples para estudos de escoamentos hipersônicos, reentrada atmosférica, impactos de corpos de prova ou projéteis, propulsão hipersônica e outras aplicações. A aceleração do corpo de prova é obtida pelo aumento de pressão causado pela propagação de uma onda de detonação através de uma mistura gasosa de hidrogênio e oxigênio. Os aceleradores hipersônicos de estágio único por detonação apresentam maior simplicidade construtiva e menor custo que os aceleradores a gás leve de dois estágios, que são tradicionalmente empregados em ensaios de lançamentos hipersônicos.O acelerador foi inicialmente projetado a partir de modelagem teórica da balística interna e do fenômeno de detonação, com o emprego de simulações estruturais para validar a geometria dos componentes críticos. A partir do início do projeto serão efetuadas as etapas de fabricação, montagem, instrumentação e comissionamento. Em seguida serão realizados ensaios do acelerador variando-se a pressão inicial e diluições com gás inerte.Considerando a quantidade limitada de reportes na literatura especificamente sobre aceleradores hipersônicos por detonação, serão estudados os fenômenos da balística interna, incluindo a propagação das ondas de choque, expansão, deflagração e detonação, além do fenômeno da transição deflagração-detonação.São esperados como resultados deste projeto o desenvolvimento de uma bancada de ensaios hipersônicos e uma melhor compreensão da balística interna e dos limites operacionais do acelerador hipersônico, considerando diferentes condições iniciais. Ao final do projeto, o equipamento será disponibilizado para a comunidade científica brasileira e para o sistema de defesa nacional visando diferentes aplicações de pesquisa hipersônica e a formação de pessoal especializado. (AU)