Conheça o 14x o avião hipersônico brasileiro

Dentre as iniciativas nacionais na área de Pesquisa Científica e Desenvolvimento Tecnológico, uma novidade bastante animadora poderá ser revolucionária para a aviação e para a área espacial delançamento de satélites, como hoje as conhecemos.

Trata-se de uma AERONAVE HIPERSÔNICA conhecida como 14X com motor SCRAMJET (Supersonic Combustion Ramjet), ambos totalmente brasileiros. 

São projetos de interesse do Comando da Aeronáutica (Hipervelocidade e Propulsão com Ar Aspirado) e do Programa Espacial Brasileiro (Veículo Lançador de Satélites - VLS e Satélite Recuperável Atmosférico – SARA). 

Tudo acontece graças ao contínuo apoio da FAPESP aos esforços do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) em demonstrar a viabilidade da construção de veículos capazes de voar 6 vezes a velocidade do som, em vôo hipersônico.

O que se almeja para o futuro é a construção de um avião hipersônico capaz de dar a volta ao planeta em poucas horas sem precisar queimar combustível fóssil. 

Ele utilizará o próprio ar atmosférico como oxidante, ou seja, para a queima do hidrogênio líquido (combustível). E só levará o oxigênio necessário para a queima do combustível no trajeto fora da atmosfera terrestre.

O MOTOR HIPERSÔNICO brasileiro já existe e vem á um bom tempo sendo testado no novo TÚNEL DE VENTO HIPERSÔNICO PULSADO (T3) do DCTA.

O 14X Hipersônico

A nave brasileira hipersônica com a tecnologia de propulsão com ar aspirado já existe hoje além do papel. Será um veículo aéreo não-tripulado (VANT) com objetivo de colocar satélites em órbita. 

Tendo sido batizado de 14X, tal nave deveria voar até 2010, mas atrasos fizeram a FAB mudar o ano para 2012. Trata-se de óbvia referência ao 14 Bis de Santos Dumont, o primeiro avião da história. O projeto do 14X é de autoria do mestrando 1º Tenente Tiago Rolim, que se formou no ITA em 2005.

No segundo semestre de 2007, o Instituto de Estudos Avançados (IEAv) deu início aos testes com um modelo experimental reduzido do 14X. 

Trata-se de uma aeronave com 80 cm de comprimento, construída em aço inoxidável, que é equipada com sensores de pressão, fluxo de calor e força para uma série de testes no T3.

Os testes em túnel de vento simulam as condições de vôo do modelo experimental reduzido, sobre o qual são instalados sensores de pressão e temperatura para registro dos dados. Uma câmera filmadora de alta velocidade - dois milhões de quadros por segundo - permite a visualização do escoamento de ar sobre a fuselagem.A etapa seguinte será a construção do modelo de vôo. Será uma aeronave com 2,5 m de comprimento e cerca de 300 quilos de peso. Ela será lançada por um foguete até atingir o ponto de combustão hipersônica. Isso porque o motor não terá capacidade de aceleração a partir de zero. 

O lançamento do 14X poderá ser feito por um foguete de sondagem VS-40 ou um foguete do tipo do Pegasus, que colocou em órbita os satélites SCD-1 e SCD-2, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe). O motor do 14X não será uma peça à parte, como é habitual hoje. Ele só funcionará integrado à aeronave. Os testes desse motor hipersônico terão início em outubro de 2009.

A nave como um todo puxará o ar da atmosfera para a queima do combustível pelo motor. Com isso, o 14X será uma formidável plataforma de testes para conceitos inovadores. 

Durante o vôo, o ar é comprimido pela própria geometria e velocidade do veículo e é direcionado para uma câmara na parte inferior do avião, onde também é injetado gás hidrogênio, que entra em combustão supersônica. A previsão é que o 14-X seja lançado de um foguete brasileiro em 2012. Isso porque o motor precisa de um impulso inicial até que atinja o ponto de combustão.

Outra tecnologia de ponta que está sendo utilizada no projeto do 14-X é o conceito "waverider", responsável pela sustentação da aeronave, através da formação de uma onde de choque na parte inferior do veículo. A tecnologia waverider confere alta razão de planeio ao veículo, que voa mais longe com a mesma quantidade de combustível. Hipersônicos no Brasil e no Mundo

Com tudo isso, o Brasil está tendo a oportunidade inédita de seguir na dianteira de uma linha de pesquisa avançada em um momento estratégico, pois nenhum país no mundo domina ainda a tecnologia dos motores hipersônicos. 

Os outros países que buscam dominar essa tecnologia são os EUA, Japão, Austrália e Rússia.

Em 2004 a Nasa quebrou o recorde de velocidade para uma aeronave com o modelo X-43A, que em apenas dez segundos atingiu 10 mil km por hora, algo próximo a Mach 10 (10 vezes a velocidade do som). Essa velocidade hipersônica foi obtida por meio de motores do tipo scramjet ou motores a propulsão aspirada. Em continuidade a esse programa, batizado de Hyperx, a Nasa e a Boeing estão desenvolvendo o veículo hipersônico X-51, que fará seu primeiro voo em breve.

O australiano HyShot atingiu altitude de 300 km em trajetória vertical, através do foguete Terrier-Orion. No voo descendente, o veículo da Universidade de Queensland alcançou cerca de 35 km de altitude e Mach 7.6.

A Revolução de um tanque a menos 
  
Uma revolução na área espacial precisa ser ressaltada. Atualmente, nos métodos de lançamento convencionais, os veículos lançadores utilizam motores-foguete, que carregam tanto o combustível como o oxidante. 

Os veículos espaciais precisam levar um tanque de combustível e outro de oxidante (a substância que faz com que o combustível queime, como o hidrogênio). A revolução será o uso de um tanque a menos.

Os experimentos permitirão o desenvolvimento de veículos lançadores de satélites que utilizem sistemas de propulsão com ar aspirado, que é uma tecnologia ainda inexistente no mundo. Na propulsão com ar aspirado, carrega-se apenas o combustível. O oxidante passa a ser o oxigênio do ar atmosférico.

Aeronaves como o 14X permitirão capturar o ar da própria atmosfera e utilizá-lo como oxidante. Com um tanque a menos, a nave ficará mais leve, o espaço para carga útil aumentará e as viagens serão mais baratas.

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. Atualmente, um satélite não pode passar de 5 % do peso total de um veículo lançador de satélites (VLS).

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