Além da velocidade do som

Maior túnel de vento hipersônico da América Latina, construído pelo CTA, será inaugurado no dia 15, em São José dos Campos (SP). Todos os componentes do equipamento foram produzidos no Brasil

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.