Dissertação
Hypersonics: laying the road ahead EVALUATED
O desafio hipersónico começou há quase um século atrás; não obstante, apesar dos recentes progressos tecnológicos, continua a não ser uma realidade nos dias de hoje. Desta forma, o objectivo deste trabalho prendeu-se em identificar as razões por detrás disto e apresentar possíveis soluções. Para isso, foi realizada uma pesquisa sobre actuais barreiras tecnológicas, identificando os requisitos críticos. Seguidamente, elaborou-se uma lista de potenciais tecnologias com capacidade de preencher esses requisitos, reunindo informação do seu estado atual de maturação e tempo estimado até implementação. Algumas destas tecnologias foram recomendadas para as diferentes aplicações hipersónicas. Desta lista, modelaram-se três motores no SUAVE, uma ferramenta desenvolvida pela Embraer e pela Universidade de Stanford, para correr uma análise de baixa-fidelidade de um veículo genérico hipersónico. Como o SUAVE não estava dotado de capacidades hipersónicas, adicionou-se um modelo aerotermodinâmico e outro de distribuição de peso. Os novos modelos foram comparados com códigos numéricos ou dados experimentais para serem validados. Finalmente, foram introduzidos em dois casos de estudo diferentes (uma aeronave de voo cruzeiro e uma SSTO), que avaliaram o desempenho dos mesmos e os requisitos básicos da missão. Com este trabalho, o SUAVE é agora capaz de correr simulações hipersónicas de baixa-fidelidade, o que permite a realização de estudos paramétricos para avaliar a influência de sistemas específicos no desempenho da aeronave; além do mais, também estima a ordem de grandeza dos fluxos de calor em pontos de estagnação. Esta ferramenta tornou-se mais abrangente e está aberto a modificações para oferecer uma análise mais robusta.
julho 9, 2018, 14:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)
Professor Catedrático
