Estudo Conceitual de um Demonstrador Scramjet de Admissão Interna Com Três Rampas
combustão supersônica; scramjet; propulsão hipersônica aspirada; configuração de admissão interna simétrica
Neste trabalho foi desenvolvido um estudo conceitual de um sistema de propulsão aspirada baseada em combustão supersônica (tecnologia scramjet) de um veículo aeroespacial voando em velocidade hipersônica, de 2050 m/s à altitude de 30 km. O objetivo foi estudar uma configuração de admissão interna admissão interna com três rampas na seção de compressão e comparar com a configuração mista externa e interna de três rampas e mesmos ângulos. Foi aplicada uma metodologia teórico analítica (abordagem de engenharia) utilizando, a teoria de onda de choque oblíqua nas seções de compressão, a teoria de Rayleigh, da adição de calor em escoamento unidimensional na câmara de combustão, e a teoria de razão de área acoplada a teoria de expansão de Prandtl-Meyer na e seção de expansão. Foram analisados a variação das propriedades do escoamento sem injeção de combustível na câmara de combustão (power-off) e com injeção de combustível Hidrogênio, no escoamento em velocidade supersônica (power-on). O ar atmosférico capturado pela seção de compressão do veículo scramjet é comprimido e desacelerado para uma condição de velocidade supersônica e temperatura superior a temperatura de ignição espontânea do combustível na câmara de combustão. Considerando power-off, o ar expandido na seção de expansão obteve uma velocidade inferior à velocidade de voo, devido ao aumento da entropia. Entretanto, no caso de power-on, os produtos da combustão da mistura ar atmosférico-combustível Hidrogênio proporcionam um aumento na velocidade de voo do scramjet, produzindo empuxo não instalado.