Dissertação

Development of Testing Conditions for Gas/Surface Interaction Studies in Atmospheric Reentry Simulations EVALUATED

Desde o início da exploração do espaço que o design do sistema de protecção térmica ("escudo térmico") de um veículo espacial de reentrada planetária, ou seja, que entra na atmosfera de um planeta vindo do espaço exterior, tem sido um desafio para os projectistas. Os problemas surgem por causa da falta de uma boa compreensão dos processos físico-químicos envolvidos, especificamente fenómenos aerotermodinâmicos e interacções gás/superfície. Nesta tese, a metodologia de Simulação Local de Transmissão de Calor (LHTS) é utilizada para reproduzir totalmente as condições aerotermoquímicas no ponto de estagnação do nariz de um veículo espacial de reentrada dentro de um túnel de plasma, o Plasmatron, instalado no Instituto von Karman e capaz de produzir jactos de muito elevada entalpia. Utilizando a metodologia de LHTS, a oxidação e limites operacionais de materiais de protecção térmica baseados em Carboneto de Silício são investigados. Estes materiais vão ser utilizados na missão IXV, da responsabilidade da Agência Espacial Europeia. Uma metodologia de teste foi desenvolvida para ser utilizada em instalações de entalpia elevada, a fim de compreender o efeito da temperatura da superfície no coeficiente de recombinação (catalicidade) e no fluxo de calor do plasma para a parede. Dados preliminares foram obtidos e uma análise de sensibilidade foi feita para testar a fiabilidade do método. Para além disso, é proposta uma metodologia para construir uma Base de Dados Aerotermodinâmica computacionalmente eficiente para utilização em codigos de design e CFD e empregável em conceitos passivos e activos de sistemas de protecção térmica.
Sistemas de Protecção Térmica, Ensaios em Solo, Interacções Gás/Superfície, Aerotermodinâmica, Oxidação, Coeficiente de Recombinação

Novembro 2, 2012, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Luís Rego da Cunha de Eça

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar