| Resumo : |
Está em andamento uma segunda corrida espacial, caracterizada pela participação de empresas comerciais em busca de soluções que possam reduzir prazos e recursos utilizados no processo de desenvolvimento. Este cenário abre possibilidades para incorporar, ainda na fase de projeto, os conhecimentos acumulados nas últimas décadas e trabalhar com as modernas tecnologias de processamento de dados. É dentro dêste contexto que foi desenvolvida uma nova metodologia para o dimensionamento de certos elementos de câmara de empuxo para bi-propelentes líquidos, notadamente sua injetora, câmara de combustão e tubeira, considerando o nível de detalhamento e a exatidão adequados à etapa do projeto preliminar. A aplicação da metodologia inicia com a seção quente, em etapas que cobrem desde o recebimento dos requisitos de alto nível aplicáveis ao produto final, passa pela identificação de algumas propriedades dos gases de combustão e resulta nas estimativas do desempenho da câmara de empuxo caracterizada pelo escoamento congelado, isentrópico e unidimensional. Estas ações iniciais fornecem as bases sobre as quais serão definidas dimensões da tubeira, cônica ou parabólica, e da câmara de combustão cilíndrica. A validação desta etapa é feita através da comparação entre dados de motores dimensionados por terceiros e os resultados obtidos com aplicação do modêlo paramétrico aqui apresentado. O trabalho agora se volta para a seção fria, ou mais precisamente, para as injetoras de propelentes tipo ciclone e espigão. No que diz respeito a injetora tipo ciclone, a metodologia apresentada resolve um antigo problema relacionado com a discrepância no desempenho, quando dimensionados por métodos até então existentes. Esta nova abordagem é caracterizada por atribuir valores distintos para os coeficientes de descarga dos orifícios de entrada e de saída. Quanto à injetora espigão, a principal contribuição deste trabalho está na definição da arquitetura interna e a respectiva rotina de cálculos que podem garantir a vazão mássica esperada. Para as duas injetoras, resultados de testes em bancada são apresentados em apoio aos argumentos teóricos. E, finalizando esta empreitada, está mostrado a aplicação do modêlo paramétrico no projeto preliminar de uma câmara de empuxo. |