AQUECIMENTO AERODINÂMICO DE UMA CÁPSULA ESPACIAL EM REENTRADA ATMOSFÉRICA
Reentrada, Aquecimento aerodinâmico, Hipersônica, Aerotermodinâmica.
Resumo Objetos que reentram na atmosfera trafegam em regime de velocidade hipersônico, onde as moléculas do ar são sujeitas aos efeitos de altas temperaturas, como: vibração, dissociação e ionização. Nesse caso, o ar não pode ser tratado como gás caloricamente perfeito. O aquecimento aerodinâmico é um fenômeno predominante nesse regime de velocidade, resultante da fricção entre as moléculas do ar e a superfície do objeto que realiza reentrada atmosférica. Na década de 1950, engenheiros aerodinamicistas se dedicaram ao estudo deste fenômeno, como meio de prever o comportamento em voo de aeronaves e foguetes. Isso levou ao desenvolvimento de métodos teóricos e experimentais que, posteriormente, contribuíram para o início da exploração espacial. No presente trabalho foram utilizados métodos para estimar o aquecimento aerodinâmico de uma capsula espacial, com geometria cônica rombuda, durante reentrada atmosférica. Foram considerados sete pontos da trajetória de reentrada. Para estimar o aquecimento sofrido no ponto de estagnação da capsula utilizou-se o método desenvolvido por Fay e Riddell (1958). O método desenvolvido por Lees (1956) foi empregado para estimar a distribuição do calor nas regiões esférica e cônica da capsula. Para isso, foi necessário conhecer a geometria do veículo, a trajetória do voo de reentrada, as propriedades termodinâmicas da atmosfera nos sete pontos da trajetória escolhidos para análise, as relações de onda de choque normal e as relações isentrópicas. A partir destes conhecimentos, foi possível observar o comportamento das propriedades termodinâmicas e como elas influenciam no aquecimento aerodinâmico e ao longo dos sete pontos da trajetória de reentrada. |