Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
Texto Completo: | http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3257 |
Resumo: | O veículo hipersônico aeroespacial 14-X B, desenvolvido pelo Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), é um demonstrador tecnológico da propulsão hipersônica aspirada que faz parte do esforço do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) para promover a exploração espacial. O veículo 14-X B incorpora como sistema de propulsão um motor de combustão supersônica aspirada (scramjet) e a tecnologia waverider para a aerodinâmica e controle do veículo. Neste trabalho de mestrado foram determinadas as propriedades termodinâmicas e o número de Mach do escoamento ao longo das superfícies internas do motor scramjet, no extradorso e na carenagem do veículo, para condições de ângulos de ataque positivos e negativos, considerando as operações de power-on e power-off do motor. Os cálculos foram feitos via três abordagens teórico-analíticas, considerando diferentes modelos termodinâmicos do ar e os efeitos viscosos do escoamento. As condições de operação estudadas foram avaliadas através dos parâmetros de desempenho da seção de compressão do motor, os valores de arrasto das superfícies do veículo e o empuxo instalado do motor. Com a variação do ângulo de ataque, a estrutura das ondas de choque sobre a seção de compressão foi alterada mostrando derramamento do escoamento de ar para ângulos de -2.5, 2.5 e 5.5. Para o modelo de gás em equilíbrio e para o modelo considerando os efeitos viscosos, a condição de ângulo de ataque 2.5 mostrou condição de choque on-corner da onda de choque refletida na carenagem. Na operação de power-on do motor, o processo de adição de calor, usando a teoria de Rayleigh adaptada para considerar ar em equilíbrio termodinâmico, apresentou menores pressões e temperaturas do escoamento do que as calculadas pelo método de temperatura total para gás termicamente perfeito. O arrasto das superfícies do veículo foi maior para condições de ângulo de ataque positivo e o empuxo instalado do motor foi maior para operação de ângulo de ataque nulo (ponto de projeto) em todas as abordagens. |
id |
ITA_345698659bb9d2200e64ee3e3b0527b7 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:3257 |
network_acronym_str |
ITA |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
spelling |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataqueVeículos hipersônicosEscoamento hipersônicoSistemas de propulsãoCombustão supersônicaEngenharia aeroespacialO veículo hipersônico aeroespacial 14-X B, desenvolvido pelo Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), é um demonstrador tecnológico da propulsão hipersônica aspirada que faz parte do esforço do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) para promover a exploração espacial. O veículo 14-X B incorpora como sistema de propulsão um motor de combustão supersônica aspirada (scramjet) e a tecnologia waverider para a aerodinâmica e controle do veículo. Neste trabalho de mestrado foram determinadas as propriedades termodinâmicas e o número de Mach do escoamento ao longo das superfícies internas do motor scramjet, no extradorso e na carenagem do veículo, para condições de ângulos de ataque positivos e negativos, considerando as operações de power-on e power-off do motor. Os cálculos foram feitos via três abordagens teórico-analíticas, considerando diferentes modelos termodinâmicos do ar e os efeitos viscosos do escoamento. As condições de operação estudadas foram avaliadas através dos parâmetros de desempenho da seção de compressão do motor, os valores de arrasto das superfícies do veículo e o empuxo instalado do motor. Com a variação do ângulo de ataque, a estrutura das ondas de choque sobre a seção de compressão foi alterada mostrando derramamento do escoamento de ar para ângulos de -2.5, 2.5 e 5.5. Para o modelo de gás em equilíbrio e para o modelo considerando os efeitos viscosos, a condição de ângulo de ataque 2.5 mostrou condição de choque on-corner da onda de choque refletida na carenagem. Na operação de power-on do motor, o processo de adição de calor, usando a teoria de Rayleigh adaptada para considerar ar em equilíbrio termodinâmico, apresentou menores pressões e temperaturas do escoamento do que as calculadas pelo método de temperatura total para gás termicamente perfeito. O arrasto das superfícies do veículo foi maior para condições de ângulo de ataque positivo e o empuxo instalado do motor foi maior para operação de ângulo de ataque nulo (ponto de projeto) em todas as abordagens.Instituto Tecnológico de AeronáuticaPaulo Gilberto de Paula ToroSergio Nicolás Pachón Laitón2015-06-24info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3257reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITAinstname:Instituto Tecnológico de Aeronáuticainstacron:ITAporinfo:eu-repo/semantics/openAccessapplication/pdf2019-02-02T14:05:08Zoai:agregador.ibict.br.BDTD_ITA:oai:ita.br:3257http://oai.bdtd.ibict.br/requestopendoar:null2020-05-28 19:41:31.882Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA - Instituto Tecnológico de Aeronáuticatrue |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
title |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
spellingShingle |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque Sergio Nicolás Pachón Laitón Veículos hipersônicos Escoamento hipersônico Sistemas de propulsão Combustão supersônica Engenharia aeroespacial |
title_short |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
title_full |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
title_fullStr |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
title_full_unstemmed |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
title_sort |
Estudo teórico-analítico do veículo hipersônico aeroespacial 14-X B em ângulo de ataque |
author |
Sergio Nicolás Pachón Laitón |
author_facet |
Sergio Nicolás Pachón Laitón |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Paulo Gilberto de Paula Toro |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Sergio Nicolás Pachón Laitón |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Veículos hipersônicos Escoamento hipersônico Sistemas de propulsão Combustão supersônica Engenharia aeroespacial |
topic |
Veículos hipersônicos Escoamento hipersônico Sistemas de propulsão Combustão supersônica Engenharia aeroespacial |
dc.description.none.fl_txt_mv |
O veículo hipersônico aeroespacial 14-X B, desenvolvido pelo Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), é um demonstrador tecnológico da propulsão hipersônica aspirada que faz parte do esforço do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) para promover a exploração espacial. O veículo 14-X B incorpora como sistema de propulsão um motor de combustão supersônica aspirada (scramjet) e a tecnologia waverider para a aerodinâmica e controle do veículo. Neste trabalho de mestrado foram determinadas as propriedades termodinâmicas e o número de Mach do escoamento ao longo das superfícies internas do motor scramjet, no extradorso e na carenagem do veículo, para condições de ângulos de ataque positivos e negativos, considerando as operações de power-on e power-off do motor. Os cálculos foram feitos via três abordagens teórico-analíticas, considerando diferentes modelos termodinâmicos do ar e os efeitos viscosos do escoamento. As condições de operação estudadas foram avaliadas através dos parâmetros de desempenho da seção de compressão do motor, os valores de arrasto das superfícies do veículo e o empuxo instalado do motor. Com a variação do ângulo de ataque, a estrutura das ondas de choque sobre a seção de compressão foi alterada mostrando derramamento do escoamento de ar para ângulos de -2.5, 2.5 e 5.5. Para o modelo de gás em equilíbrio e para o modelo considerando os efeitos viscosos, a condição de ângulo de ataque 2.5 mostrou condição de choque on-corner da onda de choque refletida na carenagem. Na operação de power-on do motor, o processo de adição de calor, usando a teoria de Rayleigh adaptada para considerar ar em equilíbrio termodinâmico, apresentou menores pressões e temperaturas do escoamento do que as calculadas pelo método de temperatura total para gás termicamente perfeito. O arrasto das superfícies do veículo foi maior para condições de ângulo de ataque positivo e o empuxo instalado do motor foi maior para operação de ângulo de ataque nulo (ponto de projeto) em todas as abordagens. |
description |
O veículo hipersônico aeroespacial 14-X B, desenvolvido pelo Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), é um demonstrador tecnológico da propulsão hipersônica aspirada que faz parte do esforço do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) para promover a exploração espacial. O veículo 14-X B incorpora como sistema de propulsão um motor de combustão supersônica aspirada (scramjet) e a tecnologia waverider para a aerodinâmica e controle do veículo. Neste trabalho de mestrado foram determinadas as propriedades termodinâmicas e o número de Mach do escoamento ao longo das superfícies internas do motor scramjet, no extradorso e na carenagem do veículo, para condições de ângulos de ataque positivos e negativos, considerando as operações de power-on e power-off do motor. Os cálculos foram feitos via três abordagens teórico-analíticas, considerando diferentes modelos termodinâmicos do ar e os efeitos viscosos do escoamento. As condições de operação estudadas foram avaliadas através dos parâmetros de desempenho da seção de compressão do motor, os valores de arrasto das superfícies do veículo e o empuxo instalado do motor. Com a variação do ângulo de ataque, a estrutura das ondas de choque sobre a seção de compressão foi alterada mostrando derramamento do escoamento de ar para ângulos de -2.5, 2.5 e 5.5. Para o modelo de gás em equilíbrio e para o modelo considerando os efeitos viscosos, a condição de ângulo de ataque 2.5 mostrou condição de choque on-corner da onda de choque refletida na carenagem. Na operação de power-on do motor, o processo de adição de calor, usando a teoria de Rayleigh adaptada para considerar ar em equilíbrio termodinâmico, apresentou menores pressões e temperaturas do escoamento do que as calculadas pelo método de temperatura total para gás termicamente perfeito. O arrasto das superfícies do veículo foi maior para condições de ângulo de ataque positivo e o empuxo instalado do motor foi maior para operação de ângulo de ataque nulo (ponto de projeto) em todas as abordagens. |
publishDate |
2015 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2015-06-24 |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
format |
masterThesis |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3257 |
url |
http://www.bd.bibl.ita.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3257 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA instname:Instituto Tecnológico de Aeronáutica instacron:ITA |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA |
instname_str |
Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
instacron_str |
ITA |
institution |
ITA |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do ITA - Instituto Tecnológico de Aeronáutica |
repository.mail.fl_str_mv |
|
subject_por_txtF_mv |
Veículos hipersônicos Escoamento hipersônico Sistemas de propulsão Combustão supersônica Engenharia aeroespacial |
_version_ |
1706809297787158528 |