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Inovação Tecnológica

Brasil terá maior túnel de vento hipersônico da América Latina

Publicado em 05 dezembro 2006

Por Thiago Romero, Agência FAPESP

O maior túnel de vento hipersônico da América Latina está em fase final de construção no Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial (CTA), em São José dos Campos (SP). O equipamento está quase todo montado e passa pelos últimos ajustes técnicos antes de sua inauguração, no dia 15 de dezembro.
Veículo hipersônico é aquele cujo vôo consegue superar em seis vezes a velocidade do som, como o Hiper X-43A, aeronave experimental lançada em 2004 pela Nasa, a agência espacial norte-americana. O novo túnel de vento do IEAv será usado principalmente para estudos experimentais da combustão supersônica, utilizada nos motores que viabilizam os vôos das aeronaves hipersônicas.
O túnel, que foi inteiramente projetado no IEAv, é composto de três componentes básicos: uma região de alta pressão, chamada driver; uma região de baixa pressão (driven); e a sessão de testes onde é colocado o modelo, em escala reduzida, do veículo hipersônico a ser estudado. O túnel tem 25 metros de comprimento e o projeto teve apoio da FAPESP, na modalidade Auxílio a Pesquisa. Todos os componentes foram produzidos pela indústria nacional.
Para separar os gases das regiões de alta e baixa pressão, um disco de metal, ou diafragma, é colocado entre o driver e o driven. Um outro diafragma também é colocado para separar o driven e a sessão de testes, conhecida como tanque de exaustão.
Segundo Marco Antonio Sala Minucci, vice-diretor do IEAv, no driver é inserido gás hélio a aproximadamente 5 mil libras de pressão, enquanto no driven é colocado ar atmosférico em pressões baixas. Na sessão de testes onde fica o modelo, todo o ar é retirado para que o tanque de exaustão funcione a vácuo, acelerando o estabelecimento do escoamento sobre o modelo.
"Para iniciar os experimentos, o diafragma que separa o driver do driven é rompido, de modo a criar uma onda de choque que aquece e pressuriza o ar, acelerando-o para cima do modelo e simulando a condição ideal de uma aeronave em vôo hipersônico", disse Minucci, à Agência FAPESP.
O equipamento produz escoamentos de ar com velocidade 25 vezes maior que a velocidade do som. "Isso significa que podemos simular o vôo de um veículo em um único estágio, desde quando sai da superfície até chegar à órbita terrestre", disse Minucci.

Pronto para novas tecnologias
Minucci explica que, no que diz respeito às aplicações práticas, os experimentos permitirão o desenvolvimento de veículos lançadores de satélites que utilizem sistemas de propulsão com ar aspirado. "Essa é uma tecnologia ainda inexistente no mundo. Nos métodos de lançamento convencionais, os veículos lançadores utilizam motores-foguete, que carregam tanto o combustível como o oxidante", explica Minucci.
Na propulsão com ar aspirado, carrega-se apenas o combustível. O oxidante passa a ser o oxigênio do ar atmosférico. "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. Mas essa é uma tecnologia que só será realidade daqui a uns 20 anos", disse Minucci.
O Instituto de Estudos Avançados (IEAv) já contava com outros dois túneis hipersônicos de menor porte, chamados de T1 e T2. Além de incorporar a experiência acumulada na construção e operação dos dois equipamentos anteriores, o novo dispositivo, nomeado de T3, tem características inéditas.
"Ao lado de produzir um tempo de teste bem mais longo que o T1 e o T2, o que facilita os estudos de combustão supersônica, uma outra grande vantagem do novo túnel está na possibilidade de ensaios de propulsão a laser, um conceito novo sobre o lançamento de micro e nanossatélites para a órbita terrestre, utilizando radiação laser", disse Minucci.