Projeto e análise da aerotermodinâmica de sistema de propulsão hipersônica aspirada para voo atmosférico a 30 Km de altitude com velocidade correspondente a número de Mach 7

Abstract

A 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) e PROCAD DEFESA, uma rede de pesquisa que envolve universidades, centros de pesquisa, empresas e é liderada pelo Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do Comando da Aeronáutica (COMAER). 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. O objetivo deste trabalho é realizar o projeto e análise da aerotermodinâmica de sistema de propulsão hipersônica aspirada para voo atmosférico a 30 km de altitude com velocidade correspondente a número de Mach 7 visando a definição da geometria externa do VHV-23.