Sistema motor quatro tempos a laser: projeto breakdown

• Processo: 18/25121-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Projetos de Máquinas
• Pesquisador responsável: David Romanelli Pinto
• Beneficiário: Yuri Vinicius de Jesus Pimentel
• CNAE: Atividades de ensino não especificadas anteriormente
• Vinculado ao auxílio: 17/22821-7 - Sistema motor quatro tempos a laser: projeto breakdown, AP.PIPE
• Assunto(s): Propulsão a laser Propulsão de aeronaves Foguetes Satélites artificiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: laser | Motores | Projetos Mecânicos

Resumo

O acesso ao espaço atualmente é realizado através da propulsão química dos motores foguetes, o que possui um elevado custo operacional, dificultando o acesso ao espaço e consequentemente o lançamento de cargas em órbita. Neste sentido, visando o acesso facilitado ao espaço, a propulsão a laser configura uma proposta avançada e atrativa para se lançar cargas em órbitas baixas da Terra, pois é capaz de gerar alto impulso específico (durante o voo atmosférico) e elevado empuxo que aliados permitem reduzir drasticamente os custos do lançamento de cargas e satélites ao espaço. O princípio de funcionamento da propulsão a laser envolve o direcionamento de energia ao veículo aeroespacial na forma de ondas eletromagnéticas (laser ou micro-ondas), que proporcionará empuxo necessário ao voo sem a necessidade de combustível a bordo do veículo. Este último fato corrobora para uma mudança de paradigma, garantindo uma redução no tamanho do veículo em até 10 vezes, redução no peso de até 1000 vezes e redução no custo operacional da missão espacial em até 100 vezes. Ressalta-se que a propulsão a laser de veículos aeroespaciais, o qual visa a satelização de micro/nano satélites em órbitas baixas da Terra (LEO - Low Earth Orbit), está atualmente em desenvolvimento no Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), órgão subordinado ao Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) do Comando da Aeronáutica. O projeto do IEAv é desenvolvido em parceria com a Força Aérea Americana (USAF) desde 2007, cujos experimentos nos Estados Unidos e no Brasil comprovaram a viabilidade técnica da propulsão a laser. Semelhantemente ao cenário de acesso ao espaço, o presente projeto de pesquisa visa um sistema de motor automotivo de quatro tempos utilizando o princípio de propulsão a laser, em que através da ruptura dielétrica do ar (breakdown) o pistão do motor será movimentado, assim como ocorre em um motor automotivo de combustão interna convencional. As vantagens desse novo tipo de sistema de propulsão automotiva incluem a não utilização de combustível, e consequentemente a não formação de poluentes. Pretende-se através deste projeto de pesquisa, alcançar uma solução mais atrativa face aos motores de combustão interna convencional e motores elétricos, no ponto de vista técnico-econômico.