ASTROvia Foguetes

A sua plataforma de embarque para a Astronáutica, Astrofísica e Astronomia - Com a qualidade jornalística Via Fanzine

Foguetes

Motor foguete – propelentes líquidos:

Faculdades e iniciativa civil produzem foguetes

O grupo “Rumo ao Espaço”, em atividade na Escola de Engenharia da UFMG e da PUC, em Belo Horizonte-MG

e na UNIVAP, em São José dos Campos-SP, nasceu de uma parceria com a empresa privada Inotech,

sediada em Belo Horizonte e desenvolve projetos construção de motores foguetes a propelentes líquidos.

Por Rene Nardi*

De São José dos Campos-SP

Para ASTROvia

'Nosso objetivo é que no futuro próximo, o interesse pelo assunto se intensifique a tal ponto que

viabilize a implantação de núcleos de pesquisas espaciais nas universidades e também na indústria'.

Introdução

A fase artesanal relacionada ao projeto e construção de motores foguetes a propelentes líquidos aconteceu durante os anos de 1930, principalmente na Europa. As décadas de 1940 e 50 trouxeram a consolidação das informações e a consequente transformação da arte em ciência.

Os foguetes modernos são, portanto, fruto de meio século de evolução, e com segurança podemos dizer que a tecnologia está devidamente dominada e em estágio avançado de amadurecimento. Uma prova disto é que a nova série de lançadores norte-americanos do Projeto Constellation, vai utilizar o mesmo motor J-2 desenhado para uso no segundo estágio do foguete lunar Saturno V, na década de 60.

Aqui no Brasil, os resultados das iniciativas de projeto e construção de motores foguetes a propelentes líquidos foram tímidos. Mas tem gente sempre tentando. E o nosso grupo vai enveredar por este caminho. Como diz o ditado, antes tarde do que nunca. Se colocarmos nossa posição dentro de uma perspectiva histórica, estaríamos assim como os grupos alemães na década de 30 – uma pequena defasagem de 80 anos! Com o diferencial que hoje em dia temos a nosso favor o acesso a grande parte do acervo técnico acumulado nestes anos todos, bem como às facilidades na execução de cálculos, trazidas com a tecnologia dos computadores e as facilidades do desenho eletrônico.

Do ponto de vista operacional, estamos combinando os esforços do grupo “Rumo ao Espaço”, em atividade na Escola de Engenharia da UFMG e da PUC, em Belo Horizonte-MG e na UNIVAP, em São José dos Campos-SP. Os recursos e a organização das atividades estão sendo providas pela Inotech - Inovação & Tecnologia, uma organização da sociedade civil de interesse público, sediada em Belo Horizonte.

Sob orientação desse autor [engenheiro Rene Nardi], a Inotech está levando os conhecimentos sobre o projeto e construção de motores foguetes a combustível líquido para mais de 30 alunos dos cursos de Engenharia Aeroespacial e Mecatrônica, em dois estados. Dependendo da disponibilidade de recursos, estes esforços poderão ser multiplicados. Nosso objetivo é que no futuro próximo, o interesse pelo assunto se intensifique a tal ponto que viabilize a implantação de núcleos de pesquisas espaciais nas universidades e também na indústria.

Sobre motores foguetes a combustível líquido

O motor foguete é um dispositivo relativamente simples, onde os gases em altas pressões resultantes da queima de propelentes expandem em alta velocidade através de uma tubeira, para transmitir o momentum e assim, produzir o empuxo. Em uma de suas versões, utiliza-se de propelentes líquidos injetados na câmara de combustão. Para o nosso caso, os propelentes serão oxigênio líquido (LOx) e um combustível ecologicamente correto tal como bio-querosene (BRP-1) ou o etanol.

O motor típico consiste do injetor de propelentes, da câmara de combustão e da tubeira, conforme mostrados na Figura 1 [abaixo]. Esta é uma vista em 3D do motor RE-50, preparada a partir dos dados fornecidos pelos alunos/engenheiros da Inotech, utilizando o software SolidWorks.

Os motores Rumo ao Espaço – RE-50, 100, 200, 300 e 500.

A primeira pergunta é: Por que este nome engraçado? Bem, precisávamos de um nome, seja lá qual fosse e, portanto, decidimos pela identificação do grupo RE-Rumo ao Espaço. O número que se segue a sigla RE está ligado ao valor do empuxo desejado para este motor, ou seja, RE-100 identifica o motor do grupo Rumo ao Espaço projetado para fornecer 100 Kg de empuxo.

Quando o projeto começou, a principal preocupação foi quanto à dimensão da empreitada, principalmente quanto aos limitantes impostos pelos custos de fabricação. Levando em consideração o orçamento restrito, que nos impedia de construir coisas grandes ou complexas, logo ficou claro que o projeto deveria ser um reflexo desta timidez orçamentária. Portanto, começamos com um motor pequeno, que produzisse 50 Kg (500 N) de empuxo. Seguindo a mesma linha de raciocínio, foram tomados cuidados para desenhar peças que pudessem ser usinadas com máquinas simples, principalmente operações de torno. Nada de fresadoras ou centro de usinagem de cinco eixos.

A etapa seguinte foi a escolha dos materiais. Mais uma vez a economia falou alto e decidimos pela opção que resultaria em preço razoável, aliada a fácil obtenção. Selecionamos o bom e velho aço SAE 1045. Como as versões iniciais não são preparadas para voar e ficarão restritas aos testes no solo, a questão do peso foi relegada ao segundo plano.

Apesar desta frenética busca por soluções de baixo custo, em pelo menos uma área fizemos questão de utilizar todos os recursos disponíveis. Como era de se esperar os cálculos foram todos feitos através de computadores e todos os componentes do motor foram desenhados eletronicamente, o que permitiu produzir esta maravilhosa vista explodida, combinada com um corte em 45 graus [figura abaixo].

A construção do motor

O programa de treinamento desenvolvido pela Inotech tem caráter eminentemente prático. Isto significa que os alunos são incentivados a entender a metodologia de cálculo e a utilizá-la para desenhar e construir seu motor foguete. No momento estamos coordenando os trabalhos em motores que se encontram em diferentes etapas de construção. O motor RE-50 está pronto e sendo preparado para os testes no solo, no banco de provas do IAE. O motor RE-100 conta com apoio financeiro da UFMG e está, no momento, sendo construído em Belo Horizonte. O motor RE-200 tem o apoio das indústrias de São Jose dos Campos e consequentemente está sendo construído nesta região. O maior de todos, RE-500, está em fase final de projeto, na UFMG e finalmente o RE-300 será sendo projetado pelos alunos da PUC-Minas.

Dentro em breve, todos estes motores estarão sendo montados e preparados para testes. E se não faltar o dinheiro para as despesas que temos pela frente, nos próximos meses estaremos ligando o motor e fazendo muito barulho (espero que não seja um bummm!, de explosão...). A figura abaixo mostra o tarugo de metal (à esquerda), que deu origem a câmara de combustão (equivale à peça desenhada em azul, da figura anterior).

Câmara de Combustão.

O que desejamos? Montar núcleos de pesquisa espacial, onde os talentos dos nossos engenheiros sejam utilizados para desenvolver a tecnologia espacial em nosso país.

* Rene Nardi é formado em Engenharia Mecânica-aeronáutica pela UFMG-Universidade Federal de Minas Gerais, Mestre em Ciências pelo ITA-Instituto Tecnológico de Aeronáutica-SP e Máster in Business Administration pela Arthur D. Little MEI, em Cambridge. Trabalhou na Embraer (São Jose dos Campos) e na Parker Aerospace (USA). Atualmente atua como Gerente de Desenvolvimento de Novos Negócios na INOTECH. Seu site é http://inotechweb.com e seu email é renenardi@inotechweb.com.

- Imagens: divulgação.

- Tópicos relacionados:

Alunos da Univap vão produzir micro-motor de foguete

Entrevista exclusiva com o engenheiro René Nardi

Ciência e tecnologia Ministro quer resgatar profissionais

Reino Unido Veículo Aéreo Não Tripulado assusta civis

Há vida lá fora? Revista científica indaga: e se houver?'

- Produção: Pepe Chaves

* * *

Moscou:

Novo míssil fracassado russo ilumina céu da Noruega*

Este nono revés é "muito embaraçoso para a Rússia que pode perder até 2030

sua posição nuclear mundial se os problemas não forem resolvidos até lá".

Fenômeno avistado no céu da Noruega foi causado por míssil russo que falhou.

O exército russo amargou um sério revés após o novo fracasso de um lançamento de míssil intercontinental que deveria ser a joia de suas forças estratégicas, um teste que pode estar na origem de um misterioso brilho aparecido no céu do norte da Noruega.

O ministério da Defesa anunciou nesta quinta-feira que o teste de um míssil Boulava lançado na véspera no Mar Branco (norte) do submarino Dmitri Donskoï fracassou em decorrência de uma falha técnica.

"Os dois primeiros estágios do foguete funcionaram normalmente, mas uma falha técnica aconteceu durante a trajetória: o motor do terceiro não funcionou corretamente", disse, em comunicado, destacando que uma comissão examinava as causas do incidente.

Este nono revés é "muito embaraçoso para a Rússia que pode perder até 2030 sua posição nuclear mundial se os problemas não forem resolvidos até lá", advertiu o analista russo Pavel Felgenhauer. Tanto que quase a metade de orçamento de compras do ministério da Defesa está hoje dedicada ao projeto Boulava, segundo a imprensa russa. Doze testes de mísseis Boulava foram efetuados desde 2005 e oito deles fracassaram, o último em 15 de julho, o que levou à demissão do responsável do projeto.

"Esta situação pode ter consequências graves para a Rússia, que se arrisca a perder a componente marítima de suas forças nucleares estratégicas", disse o especialista independente Alexandre Konovalov, presidente do Instituto de Avaliações Estratégicas. Aos olhos de Felgenhauer, "a indústria russa da defesa está tão desmontada que não consegue fazer funcionar um sistema complicado".

O Boulava, originado do míssil Topol-M terra-terra (o SS-27 na nomenclatura americana), foi feito para ser lançado de um submarino. Passar de um foguete terra-terra a um foguete mar-terra é muito complicado", segundo os especialistas.

Por sua vez, as Forças Estratégicas russas anunciaram ter procedido nesta quinta-feira, com sucesso, um teste do míssil estratégico móvel Topol RS-12M (SS 25 Sickle segundo a classificação da Otan), ao norte do Mar Cáspio, que atingiu seu alvo no polígono militar de Sary-Chagan, no Cazaquistão vizinho.

O teste de Boulava antes do amanhecer na quarta-feira coincidiu com o surgimento de um objeto voador não identificado no céu do norte da Noruega, segundo o jornal russo Kommersant. "Não podemos confirmar isso 100%, mas é muito possível que era um míssil, pela rotação que apresentava", afirmou Odd Eric, professor no Instituto Norueguês do estudo da Aurora Boreal, citado pelo jornal.

Uma luz branca apareceu no céu acima de Tromso, cidade norueguesa situada ao norte do Círculo Polar Ártico, não longe do estreito onde são realizados os testes de mísseis russos. "Estas luzes e nuvens aparecem de tempos em tempos quando um míssil fracassado nas alturas da atmosfera fracassa", explicou Felgenhauer. "Este teste fracassado terá sido, pelo menos, um lindo fogo de artifício para os noruegueses", ironizou os especialistas.

Com alcance de 8.000 km, o Boulava (SS-NX-30 na classificação da Otan) pode ser equipado de dez ogivas nucleares. O míssil deve equipar os submarinos nucleares lançadores de engenhos de 4ª geração da marinha russa de classe Borée (projeto 955) que estão em construção na usina Sevmach. A Rússia prevê construir oito submarinos deste tipo até 2015.

* Informações e imagem da AFP.

* * *

Flórida:

Foguete Ares I-X é lançado com sucesso*

NASA testa lançamento do foguete Ares I-X.

Foguete de 100 metros que deverá substituir ônibus espaciais foi lançado com sucesso hoje.

Após os problemas de mau tempo que levaram ao adiamento do teste previsto para ontem, o Centro Espacil Kennedy, na Flórida, finalmente pode lançar o Ares I-X.

O foguete foi acelerado a cerca de 3Gs e chegou a Mach 4,76. Após seis minutos de vôo, alcançando 45 quilômetros de altura em apenas dois minutos, os para quedas se abriram e o Ares I-X pousou no mar, de onde será recolhido para análises.

Os testes forneceram à agência espacial dados para melhorar o design e a segurança das próximas gerações de veículos espaciais.

Este é o primeiro teste do Programa NASA Constellation, cujo objetivo é transportar astronautas à Estação Espacial Internacional depois que os ônibus espaciais forem aposentados, o que deve acontecer até meados do ano que vem. Além disso, outra meta importante é levar o homem a destinos além da órbita terrestre.

Estima-se que o teste de hoje do Ares I-X tenha custado aos cofres americanos US$445 milhões.

* Informações de Paula Rothman, de INFO Online.

- Foto: Nasa.

* * *

Ensaio geral:

Novo foguete ARES-I-X será testado

Parte dos equipamentos que devem substituir os ônibus espaciais,

o foguete ARES-I-X será finalmente testado pela Nasa.

Por J. Ildefonso P. de Souza*

De Taubaté-SP

Para ASTROvia

Da esquerda para a direita, Saturno V, ônibus espacial, Ares-I e Ares-V.

Os 400 pés correspondem a 122 metros de altura.

A Nasa fará seu primeiro teste com o veículo que deverá substituir os ônibus espaciais. Trata-se do Ares I-X ("X" de "experimental"). Este novo foguete da Agência Espacial Americana chegou à plataforma de lançamento 39b, na terça-feira (20/10). A plataforma foi recentemente modificada para realizar o esperado voo teste. A primeira tentativa e lançamento foi adiada no dia 27/10 e uma segunda será levada a cabo no dia 28/10.

Na verdade, o foguete é uma versão suborbital do novo foguete Ares I. Antes de chegar à plataforma, ele passou a noite viajando do hangar para a plataforma. A viagem de cerca de 7 quilômetros levou mais de sete horas.

O veículo decolará em um voo de dois minutos para demonstrar o desempenho do primeiro estágio. Apelidado Stick (Fino), por ser delgado e excepcionalmente alto, o Ares I-X contrasta com os atuais ônibus espaciais, ao longo dos seus 56 metros de altura. “É um foguete bastante alto. Faz mais de três décadas que não se construía um assim. O último foi o Saturno V, com 110 m de altura”, afirmou Trent Smith, um dos engenheiros do projeto Ares 1-X.

Ares-I-X em sua plataforma de lançamento.

O teste com o Ares 1-X possibilitará o desenvolvimento de sua versão final, o Ares 1, que deverá transportar a cápsula tripulada Orion, sucessora dos ônibus espaciais a partir de 2015.

Este teste é crucial, pois a viabilidade do projeto a longo prazo está sendo questionada e o mesmo poderá ser cancelado nos próximos meses. Um comitê de especialistas (a conhecida Comissão Augustine) do setor aeroespacial entregou ao presidente Barack Obama uma lista de possíveis opções de explorações alternativas ao plano de retorno à Lua.

O gerente de programa John Shannon disse que o Ares I-X é seguro o bastante para seguir nesse voo de teste, mesmo com o ônibus espacial Atlantis a meros 2,4 km de distância, na plataforma ao lado.

* José Ildefonso Pinto de Souza é físico e editor do blog Entro Non Entro.

- Com informações da Nasa e tradução do autor.

- Imagens: Collect Space/Nasa.

- Leia outros textos do autor: www.viafanzine.jor.br/ilde.htm

- Produção: Pepe Chaves

* * *

São José dos Campos:

Brasil tem seu primeiro foguete certificado*

Foguete suborbital VSB-30 recebe certificação.

O Brasil entrou ontem num restrito grupo de países que possuem certificação para foguetes, formado por Estados Unidos, Japão e União Europeia.

A certificação do foguete suborbital VSB-30 foi realizada em São José dos Campos.

Para o ministro da Defesa, Nelson Jobim, "a certificação nos dá a qualificação internacional e viabiliza o crescimento e o domínio do ciclo aeroespacial".

* Informações da Agência Estado.

Leia outras matérias na

DORNAS DIGITAL