| Resumo : |
O escopo deste estudo de pesquisa científica foi realizar uma avaliação detalhada do desempenho de um combustível sólido à base de poliuretanos (ligantes e ou binders) processados com partículas metálicas e aditivados com partículas de boro, com o objetivo de ser empregado como combustível sólido (RAM Combustor) em um propulsor aspirado na forma de estatorreator híbrido no subsistema propulsivo de um míssil tático militar. Inicialmente, a abordagem metodológica compreendeu a utilização de simulações computacionais de Dinâmica Molecular Reativa (RMD) para investigar o comportamento de amostras específicas deste combustível em reação com uma atmosfera oxidante composta por O2, assemelhada ao ar atmosférico. Este trabalho empregou técnicas avançadas de simulação computacional, por meio da plataforma (software) Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator (LAMMPS), com o intuito de avaliar minuciosamente o comportamento das reações químicas de combustão envolvendo o boro (B), o oxigênio (O2) e o nitrogênio (N2) durante um processo de aquecimento controlado e gradual, levando o sistema à um processo de decomposição térmica. Subsequentemente, uma abordagem experimental foi realizada, incluindo o emprego de técnicas de química analítica, como análises térmicas, realizadas na presença de uma atmosfera oxidante com concentrações de oxigênio próximas às encontradas na composição do ar atmosférico. Essas análises experimentais visaram oferecer uma avaliação prévia das propriedades energéticas das amostras de combustível propostas, num processo de validação experimental comparando-se os resultados daqueles simulados computacionalmente. Vale ressaltar que as espécies químicas utilizadas na composição das amostras das formulações dos combustíveis sólidos tratados neste estudo já constam em experimentos mencionados em artigos científicos presentes na literatura nacional e internacional. Esta pesquisa propôs não apenas a modificação de algumas porcentagens mássicas dos elementos químicos normalmente utilizados em formulações de combustíveis sólidos, mas também a inclusão de técnicas de enriquecimento energético da matriz polimérica que compôs o combustível. Este avanço pode servir como referência para o desenvolvimento de tecnologias nacionais voltadas para a construção de mísseis ar-ar híbridos aspirados, que se tornam cada vez mais relevantes no cenário de defesa, dado o alto investimento nesse campo, exemplificado pela aquisição recente pela FAB de armamentos aéreos como o míssil tático METEOR. Os resultados desta pesquisa possuem o potencial de representar um marco inicial para empreendimentos nacionais futuros, voltados para a aplicação de simulações em projetos relacionados à obtenção de formulações químicas avançadas destinadas aos motores de foguetes que podem ser utilizados em uma variedade de mísseis e veículos de lançamento, inclusive de nano e microssatélites. A inovação nesta área tem o potencial de fortalecer a capacidade tecnológica e a defesa nacional. |