AVIÃO HIPERSÔNICO

 

MOTOR HÍBRIDO faz transição de turbojato para ramjato

MOTOR HIPERÔNICO 

Em um dos tecnológicos mais aguardados para tornar o voo hipersônico operacional uma realidade, a empresa emergente Hermeus conseguiu recentemente fazer a transição de turbojato para ramjato usando o mesmo motor.

O turbojato é o motor tradicional mais utilizado por aviões comerciais, enquanto o ramjato - ou estatojato - é um motor sem partes móveis, não qual a pressão própria do ar que entra fornece as condições necessárias para a combustão - para que essa pressão seja suficiente, o motor só funciona nesse regime a partir de um limite mínimo de velocidade.

Como o motor ramjato - seu nome técnico é duto aero-termodinâmico - não funciona parado, ele precisa ser colocado em movimento. A ideia de usar um motor a jato convencional para fazer isso é antiga, mas até agora ninguém havia conseguido usar um só motor - o normal é usar foguetes para atingir a eficiência mínima necessária.

A demonstração foi feita usando o motor Chimera (Quimera), projetado para ser um motor de ciclo combinado baseado em turbina, o que significa basicamente que ele é um híbrido entre um turbojato e um ramjato.

Com a demonstração da capacidade do motor em alternar entre esses dois modos, a Hermeus agora já começa a falar do seu primeiro protótipo de avião hipersônico. Batizado de Quarterhorse (Quarto de Milha), ele deve decolar de um aeroporto comum e acelerar continuamente até velocidades várias vezes superiores à do som.

AVIÃO HIPERSÔNICO: Motor híbrido faz transição de turbojato para ramjato

O motor alterna entre os dois modos de funcionamento.

[Imagem: Hermeus/Divulgação] 

Os motores de turbina a gás convencionais operam com eficiência até Mach 2,3 - ou 2,3​​vezes a velocidade do som. Com a adição de um pré-resfriador do motor, eles podem atingir cerca de Mach 3.

Os motores ramjato, por outro lado, podem atingir velocidades muito mais altas, mas só começar a funcionar efetivamente em velocidades próximas a Mach 3. Um motor híbrido combina os pontos fortes de cada um, operando no modo de turbina a gás do zero até Mach baixos, e faz a transição para o modo ramjato para atingir Mach altos.

O motor Chimera possui um pré-resfriador, que reduz a temperatura do ar que entra no turbojato, permitindo obter um pouco mais de desempenho do turbojato, viabilizando a transição para o ramjato. Por volta de Mach 3, o Chimera começa a avançar o ar que entra em torno do turbojato e o ramjato assume o controle completamente. A empresa estima que, no modo ramjato, o motor seja eficiente até cerca de Mach 5.

Garantida a combustão, o fato é que o ramjato é um sistema de propulsão muito simples que "impulsiona" ou ar de alta pressão que entra para criar angústias. O combustível é misturado com esse ar comprimido e inflamado, gerando impulso. Embora já sejam usados ​​em tecnologias destrutivas, esses motores agora dependem de um foguete para dar a combustão, o que é inadequado para aviões de passageiros.

Com o motor pronto e funcionando, a Hermeus acredita ser possível testar seu primeiro protótipo de avião hipersônico, em escala reduzida, ainda neste ano.

AVIÃO HIPERSÔNICO: Motor híbrido faz transição de turbojato para ramjato

Protótipo do primeiro avião hipersônico a utilizar o motor híbrido Chimera.

[Imagem: Hermeus/Divulgação]

Aviões hipersônicos

Sempre houve dúvidas se os aviões hipersônicos se tornariam práticos, já que a tecnologia vem sendo perseguida há décadas por empresas e agências espaciais nacionais, como o avião hipersônico da NASA, o SpaceLiner da Agência Espacial Europeia e o hipersônico australiano HyCause.

Sob essa perspectiva, o progresso anunciado agora pela empresa parece notável: "A Hermeus projetou, experimentou e testou o Chimera em 21 meses, a um custo de US$ 18 milhões", anunciou a empresa em nota.
Na verdade, porém, a empresa tirou proveito de toda a estrutura e pessoal qualificado do Laboratório de Turbomaquinaria da Universidade de Notre Dame, uma estrutura cujo custo e aquisição de conhecimento custaram muito mais do que isso.

Testes de motores aproximam aeronaves hipersônicas do primeiro voo

O motor da Hermeus mudou com sucesso de turbojato para ramjet durante os testes no Notre Dame Lab.

A Hermeus concluiu o que disse ser um grande teste de um motor de novo design, aproximando a startup da construção de aeronaves hipersônicas reutilizáveis.

Durante uma série de testes no Notre Dame Turbomachinery Laboratory em Indiana, o motor da empresa, chamado Chimera, alternou entre turbojato e ramjet. Acredita-se que seja a primeira vez que uma empresa comercial realiza essa transição. 

“Um dos marcos mais importantes para tornar o voo hipersônico operacional uma realidade é esta campanha de teste”, disse Glenn Case, diretor técnico da Hermeus, em entrevista. “É um grande marco para reduzir o risco de nossos próximos passos aqui, e é realmente uma prova de que pequenas equipes podem fazer coisas especiais, como projetar, construir e testar hardware rapidamente, com orçamentos significativamente mais baixos do que nossos pares do setor.”

A Hermeus fez os testes durante um período de três meses e completou a conversão de turbojato para ramjet várias vezes, de acordo com funcionários da empresa. Os julgamentos foram concluídos no início desta semana. 

FONTES:

Avião hipersônico: Motor híbrido faz transição de turbojato para ramjato

Protótipo do primeiro avião hipersônico a utilizar o motor híbrido Chimera.

[Imagem: Hermeus/Divulgação]

Aviões hipersônicos

DEFENSEONE 

Citação Bibliográfica - Norma ABNT

SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Avião hipersônico: Motor híbrido faz transição de turbojato para ramjato. 02/02/2023. On-line. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aviao-hipersonico-motor-hibrido-faz-transicao-turbojato-ramjato.
Capturado em 15/02/2023.