O Túnel Transônico Piloto (TTP) do IAE


Olá leitor!

Seguindo a linha de apresentar gradativamente ao leitor do blog a infra-estrutura a disposição das instituições que estão envolvidas com o PEB, trago agora para o seu conhecimento um dos equipamentos utilizados pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) de extrema importância para o desenvolvimento do Programa Espacial Brasileiro. Trata-se do "Túnel Transônico Piloto (TPP)" que vem sendo utilizado atualmente para campanhas de ensaios dos veículos de sondagem Sonda III, VS-30 e VS-40 e para projetos de tecnologias associadas ao Veículo Lançador de Satélite (VLS).

Duda Falcão

O Túnel Transônico Piloto (TTP) do
Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE)

Histórico e Produção

O Túnel Transônico Piloto (TTP), construído em escala 1/8 do projeto de um túnel transônico industrial que se pretendia construir na década de 1990, está instalado na Divisão de Aerodinâmica (ALA) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) (Fig. 1).

O TTP foi criado tanto para testar soluções inovadoras adotadas no projeto do túnel transônico industrial, como também para realizar ensaios semi-industriais na área transônica, facilitando a interação entre equipes de projeto e de operação do túnel, permitindo um baixo custo na realização dos ensaios.

Figura 1 – Circuito Aerodinâmico do TTP
com tubulações dos sistemas auxiliares.

Como resultado direto do desenvolvimento do TTP no cenário científico, desde sua concepção em 1986, o TTP já gerou duas teses de doutorado, uma de mestrado, diversos artigos em revistas internacionais, nacionais e em congressos, além de contribuir na formação de alunos de graduação em engenharia do ITA, UNITAU, UNIVAP, ETEP e USP - São Carlos, através de bolsas de Iniciação Científica do CNPq.

Características Técnicas

O TTP é um túnel em circuito fechado, de concepção moderna, com controles automáticos contínuos de velocidade (número de Mach de 0,2 a 1,3), pressão (de 0,5 a 1,2 bar), temperatura e umidade, permitindo variação contínua de números de Mach e de Reynolds, relativos às condições na seção de testes (Fig. 2). A seção de testes com dimensões 30 cm x 25 cm x 80 cm tem paredes fendidas com ajuste de ângulo de divergência e razão de abertura. O túnel é acionado continuamente por meio de um compressor principal axial de dois estágios com 830 kW de potência, que é controlado por meio de um Conversor de Freqüências (Fig. 3). O túnel também opera intermitentemente em ação combinada com um sistema de injeção de massa de alta velocidade (número de Mach 1,9) para extensão de seu envelope operacional (ver Fig. 4).

Figura 2 - Câmara Plena aberta mostrando a Seção de Testes do TTP.

Figura 3 - Sistema de Acionamento Principal do TTP: conversor, motor, caixa de transmissão e compressor axial.

Figura 4 - Envelope Operacional do TTP em relação aos parâmetros da Seção de Testes.

O TTP é hoje o túnel transônico de maior porte da América Latina, sendo adequado para a realização de ensaios acadêmicos, pesquisas básicas, desenvolvimento de perfis aerodinâmicos, ensaios de anemômetros, como também para ensaios industriais específicos de modelos com geometrias simples (mísseis, sondas, artefatos, etc.) e ensaios qualitativos de configurações. Para isto o túnel está equipado com dispositivo automático para ajuste de ângulo de ataque (Fig. 5), plataforma para testes em meia maquete, módulos de medidas de pressão, balanças internas para medidas de 3 forças e 3 momentos, sistema de visualização tipo “schlieren” e dispositivo de varredura de sondas para uso de filme quente e tubos de Pitot.

Figura 5 – Seção de Testes do TTP mostrando o dispositivo de posicionamento de ângulo de ataque.

Situação Atual

Atualmente estão em curso projetos visando a realização de campanhas de ensaios dos veículos de sondagem Sonda III, VS-30 e VS-40 do IAE (Fig. 6) para obtenção de coeficientes aerodinâmicos globais, distribuição de pressões na região da ogiva, visualização do escoamento por “schlieren” e visualização por PSP (Pressure Sensitive Painting), contando para isto com recursos da Agência Espacial Brasileira (AEB) para projetos de tecnologias associadas ao Veículo Lançador de Satélite (VLS). Além disto, a equipe conta ainda com recursos da FINEP para projeto de manutenção laboratorial para modernização do sistema de controle do túnel.

Figura 6 – Modelos do veículo Sonda III a serem ensaiados no TTP.

O TTP tem como missão fomentar e obter conhecimentos em ensaios aerodinâmicos na faixa transônica, simultaneamente atendendo as universidades, em suas pesquisas; o IAE, no desenvolvimento de veículos aeroespaciais, e a indústria aeronáutica brasileira.


Fonte: Site do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE)

Comentários

  1. Fiquei curioso. Foi citado o SONDA 3, foguete que o Brasil ainda usa ? Mesmo depois de foguetes de sondagem variantes como VS-30 e VS-40 ? Eles abandonaram o projeto do SONDA 4 ?

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  2. Olá Ricardo!

    Veja bem, eu acho que o Sonda III que o texto se refere, trata-se do projeto do Sonda III-A que consta dos dois últimos PNAE e que será projetado para usar um envelope-motor no segundo estágio em fibra de caborno. Já o Sonda IV, foi abandonado.

    Abs

    Duda Falcão

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  3. Ei sei que o Sonda III foi o mais bem sucedido foguete sonda. O Sonda IV, deu muito problema ?

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  4. Pelo que sei Ricardo, todos os quatros vôos do mesmo foram muito bem sucedidos. Não tenho a mínima idéia o porquê o Sonda IV foi abandonado. Inclusive a sua torre de integração, até pouco tempo atrás, ainda estava no Centro de Lançamento da Barreira do Inferno em Natal. Sempre achei o Sonda IV um foguete muito interessante, mas...

    Abs

    Duda Falcão

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  5. ....mas sempre foi um foguete intermediario para o VLS, que é o que realmente interessa, mas...até agora não conseguiu colocar nada em orbita.

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  6. É verdade Ricardo. No entanto o Sonda IV, como o VS-40 (que também foi desenvolvido para testar tecnologias relacionadas com o VLS-1) poderiam estar sendo usados como foguetes de sondagem e assim contribuir com a comunidade científica brasileira que necessita de um acesso ao espaço para testar com mais freqüência experimentos científicos e tecnológicos de interesse do PEB e de nossa sociedade. E ao mesmo tempo, seria uma forma de fomentar a indústria brasileira, estimulando a fabricação desses foguetes que são bem maiores que VSB-30 e conseqüentemente com uma maior capacidade de carga. É inadmissível se fazer um vôo por ano (quando acontece - o último foi a “Operação Cumã II” com um VSB-30, em julho de 2007 - houve é verdade a “Operação Angicos” com um VS-30 em dezembro de 2007, mas não foi considerado um vôo do “Programa de Microgravidade da AEB”, já que foi um vôo para testar experimentos argentinos), pois não há desenvolvimento que ande dessa forma e o atraso só aumentando.

    Abs

    Duda Falcão

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