Avião hipersônico brasileiro

Mecânica

Com informações da Agência Fapesp -  24/01/2019

Modelo do 14-X testado em túnel de vento. [Imagem: Léo Ramos Chaves]

Veículos hipersônicos

O projeto do avião hipersônico brasileiro prossegue dentro do cronograma.

Se não houver contratempos, a Força Aérea Brasileira realizará o primeiro ensaio em voo dentro de dois anos. Esse ensaio envolverá o teste do primeiro motor aeronáutico hipersônico feito no país.

O teste integra um projeto mais amplo, cujo objetivo é dominar o ciclo de desenvolvimento de veículos hipersônicos, que voam, no mínimo, a cinco vezes a velocidade do som, ou Mach 5 - Mach é uma unidade de medida de velocidade correspondente a cerca de 1.200 quilômetros por hora (km/h).

O programa é coordenado pelo Instituto de Estudos Avançados (IEAv), um dos centros de pesquisa do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) da FAB, em parceria com a empresa Orbital Engenharia, ambos de São José dos Campos (SP).

14-X

Além do motor hipersônico, o projeto Propulsão Hipersônica 14-X (PropHiper) prevê a construção de um veículo aéreo não tripulado (Vant), onde o motor será instalado. Batizado de 14-X, em homenagem ao 14-Bis, o vant empregará o conceito de waverider, no qual uma onda de choque gerada abaixo dele, em razão de sua alta velocidade, lhe fornece sustentação. É como se, durante o voo, o veículo "surfasse" na onda induzida por ele próprio.

Este é o mesmo princípio usado pelo avião hipersônico X-51A, testado pela NASA em 2010. Em 2018, Rússia e China testaram com sucesso os mísseis hipersônicos Avangard e Xingkong-2, respectivamente. Nos Estados Unidos, a Lockheed Martin está construindo um veículo hipersônico para voo a Mach 6.

O 14-X terá 4 metros de comprimento, 1,2 metro de envergadura e pesará cerca de 750 kg. Se tudo funcionar como previsto, ele deverá alcançar Mach 10 (12 mil km/h) a uma altitude entre 30.000 e 40.000 metros.

"Ainda não há aeronaves hipersônicas em operação rotineira no mundo. Essa tecnologia simboliza o estado da arte mesmo para países como Estados Unidos, Rússia e China," disse Lester de Abreu Faria, engenheiro eletrônico do IEAv. "Todos buscam esse conhecimento e, apesar do longo tempo de desenvolvimento, não estamos muito atrás dos líderes mundiais."

[Imagem: Fapesp/Ieav]

Motor hipersônico

De acordo com Israel Rêgo, gerente do projeto PropHiper, o motor hipersônico em desenvolvimento no país, do tipo estatojato, ou scramjet (supersonic combustion ramjet), também poderá ser empregado como segundo ou terceiro estágio de propulsão de foguetes.

No primeiro ensaio, previsto para 2020, o motor scramjet será instalado justamente em um foguete de sondagem.

Já o veículo aéreo hipersônico integrado ao motor scramjet poderá, no futuro, ser usado como avião de passageiros.

Uma das grandes dificuldades é fazer com que o veículo resista ao atrito gerado pelo voo à velocidade hipersônica, o que tem exigido o desenvolvimento de cerâmicas especiais resistentes a altas temperaturas.

Assim como os motores de jatos comerciais, o scramjet usa o ar da atmosfera para a queima do combustível. No entanto, ao contrário dos motores dos aviões atuais, o do 14-X não tem partes móveis, como compressores e turbinas. "Na combustão supersônica, o ar capturado deve ser desacelerado, pressurizado e aquecido antes de entrar na câmara de combustão, onde é injetado o combustível. E isso depende da perfeita geometria do motor," explicou Israel Rêgo, do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica do IEAV.