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Estudo de tecnologias disruptivas voltadas para o acesso facilitado ao espaço. O desenvolvimento de um motor aeronáutico capaz de gerar empuxo em regimes de voo hipersônicos se mostra como estratégico no cenário geopolítico internacional, apresentando diferentes aplicações nas áreas de Defesa e Espacial. Já o desenvolvimento de um veículo hipersônico completo incrementa tais capacidades no sentido de se dominarem as áreas de controle, telemetria, materiais, escoamento de fluidos e aerotermodinâmica, tanto por meio de modelos computacionais complexos quanto experimentais. Todas essas capacidades contribuem diretamente para a nossa Base Industrial, gerando diferentes spin-offs e produtos de alto valor agregado. 

 

Principal

Chefe: Dermeval Carinhana junior, Dr, (+55)(12) 3947-5420 [lattes][O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]
Adjunto: Orlando Roberto Neto, Dr, (+55)(12) 3947-5420 [lattes][O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]
Secretária: Maria Helena , (+55)(12) 3947-5430 [O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]

Dentro da Divisão de Lasers (atualmente Divisão de Fotônica) do IEAv, em 1986, foram realizados os primeiros estudos envolvendo escoamentos em velocidades hipersônicas, com os experimentos iniciais em túnel de choque. Com o crescimento das atividades na área, foi criada, em 2006, a Divisão de Aerotermodinâmica e Hipersônica (EAH) que tem por finalidade executar as atividades de simulação computacional e em laboratório do vôo de veículos aeroespaciais.

Está em andamento na Divisão, financiado pela FINEP o projeto “Infraestrutura de Laboratórios do IEAv”, coordenado pelo Dr. Marco Antonio Sala Minucci. O projeto tem como objetivo a construção de um prédio para instalação da Divisão de Aerotermodinâmica e Hipersônica.

 

 

Subdivisões

EAH-C - Subdivisão de Simulação Computacional

Chefe: Andre Carlos Fraile Junior,Cap. (+55)(12) 3947-5419 [lattes] [O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]

A Subdivisão de Simulação Computacional (EAH-C) tem por atribuição realizar pesquisa e desenvolvimento de modelagem de sistemas aeroespaciais e de métodos computacionais para estudos da aerotermodinâmica de sistemas hipersônicos.

 

 EAH-D Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico

Chefe: Luiz Gilberto Barreta, Dr. (+55)(12) 3947-5423 [lattes] [O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]

A Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico (EAH-D) realiza pesquisa e desenvolvimento de técnicas de diagnóstico para medição de parâmetros de interesse em escoamentos hipersônicos, para dar apoio aos projetos desenvolvidos na área de escoamentos hipervelozes..

As atividades principais desenvolvidas na Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico estão ligadas ao desenvolvimento dos seguintes métodos físico-químicos de análise:

  • - Espectroscopia de emissão;
  • - Espectroscopia de absorção;
  • - Fluorescência induzida por lasers;
  • - Espalhamento Rayleigh;
  • - Schlieren;

Laboratórios

Para o desenvolvimento destas atividades a Subdivisão de técnicas de Diagnóstico possui os seguintes Laboratórios:

O Laboratório de Técnicas de Diagnóstico de Escoamentos Reativos (LTD) que tem por atribuição prestar apoio técnico a projetos e atividades na aplicação e adaptação de técnicas de diagnóstico em experimentos envolvendo escoamentos reativos de altas velocidades.

O Laboratório de Espectroscopia Molecular (LEM) que tem por atribuição a pesquisa e desenvolvimento de técnicas de medições de parâmetros de interesse em escoamentos reativos através da aplicação da Espectroscopia Molecular.

O Laboratório de Cromatografia e Espectrometria de Massa (LCEM) que tem por atribuição prestar apoio técnico e realizar serviços especializados para projetos e atividades em análises por cromatografia de gás e espectrometria de massa.

O Laboratório de Aplicações de Química (LAQ) que tem por atribuição prestar apoio técnico e realizar serviços especializados para projetos e atividades em análises químicas e aplicações de operações químicas em geral.

O Laboratório de Aplicações de Tecnologia de Vácuo (LATV) que tem por atribuição prestar apoio técnico e realizar serviços especializados para projetos e atividades na manutenção de equipamentos de vácuo e na montagem de sistemas de vácuo.

EAH-E Subdivisão de Hipersônica Experimental

Chefe: Paulo Gilberto de Paula Toro (+55)(12) 3947-5543/5545/5627 [lattes] [O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.]

A Subdivisão de Hipersônica Experimental (EAH-E) tem por finalidade executar as atividades de simulação em laboratório do vôo de veículos aeroespaciais, e o desenvolvimento de pesquisa na área hipersônica experimental visando o conhecimento da Ciência e Engenharia, envolvendo:

  • - Adquirir conhecimento dos fenômenos físicos/químicos envolvendo escoamento em hipervelocidade;
  • - Realizar Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) em sistemas propulsivos a ar aspirado para futuros veículos aeroespaciais hipervelozes; e
  • - Apoiar o Programa Espacial Brasileiro.

As atividades principais desenvolvidas na Subdivisão de Hipersônica Experimental estão diretamente relacionadas a:

  • - Desenvolvimento, projeto, construção e operação de túneis de choque hipersônicos;
  • - Desenvolvimento, projeto, construção e operação de aceleradores hipersônicos de massa;
  • - Estudos de reentrada de veículos aeroespaciais na atmosfera terrestre e da interação de veículos aeroespaciais com escoamentos hipersônicos;
  • - Estudo da propulsão aspirada de veículos hipersônicos, utilizando combustão supersônica;
  • - Estudo da propulsão aspirada de veículos hipersônicos, utilizando radiação eletromagnética (Laser);
  • - Estudo do controle de escoamento hipersônico, utilizando adição de energia por radiação eletromagnética (Laser).

Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu

Para a realização das atividades de Pesquisa e Desenvolvimento, a Subdivisão de Hipersônica Experimental dispõe do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica Prof. Henry T. Nagamatsu.

O Laboratório possui três túneis de vento hipersônicos pulsados denominados: Túneis de Choques Hipersônicos T1, T2 e T3, todos em operação. Ainda, o Laboratório possui um acelerador hipersônico de massa.

As atividades na área de aerotermodinâmica e hipersônica iniciaram no IEAv em 1986, com o estudo de aplicação de laser em escoamento hipersônico, realizado no tubo de choque T1, durante o mestrado, pelo Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA/CTA), do então Ten Eng Marco Antonio Sala Minucci.

Após a realização do doutorado de Minucci (1987-1991), no Rensselaer Polytechnic Institute (Troy, NY/EUA), este projetou e construiu em 1992, o primeiro túnel de vento hipersônico pulsado no Brasil (túnel de choque hipersônico T2), sendo inaugurado em 16 de Dezembro de 1992. Nesta época foi criado o Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica no IEAv.

Em 16 de Dezembro de 2006 foi inaugurado o Túnel de Choque Hipersônico T3. A FAPESP (processo nº 2004/00525-7) financiou o projeto, a fabricação, a montagem, a instrumentação e a operação do Túnel de Choque Hipersônico T3.

Projetos

EAH-D Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico

Projetos desenvolvidos na Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico:

FINEP financia o projeto “Caracterização da Combustão Supersônica e Combustão de Propelentes Líquidos por meio de Espectroscopia de Emissão e Absorção”, coordenado pelo Pesquisador Alberto Monteiro dos Santos. O projeto visa desenvolver técnicas de diagnóstico em processos de combustão, inclusive combustão supersônica;

FAPESP financia o projeto “Aplicação da Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) no estudo da combustão em Túneis de Choque”, coordenado pelo Dr. Cláudio José Rocha. O projeto tem por objetivo a aplicação das técnicas de espectroscopia por transformada de Fourier par a determinação em túneis de choque de compostos presentes na combustão.

CNPq financia o projeto “Desenvolvimento de um Termômetro óptico para Caracterização de Túneis de Choque Hipersônico”, coordenado pelo Dr. Dermeval Carinhana Júnior. O projeto tem por finalidade a determinação de temperatura em escoamentos em túnel de choque utilizando a espectroscopia de emissão.

FAPESP financia o projeto “Dinâmica Química de Reações de Combustão”, coordenado pelo Dr. Orlando Roberto Neto, que tem por objetivo o estudo teórico de reações de combustão de interesse nos projetos da Divisão.

CNPq financia o projeto “Dinâmica Química de Reações de Combustão”, coordenado pelo Dr. Orlando Roberto Neto, que é uma continuação do projeto anterior.

EAH-E Subdivisão de Hipersônica Experimental

Propulsão Hipersônica Aspirada utilizando Tecnologia de Combustão Supersônica

A Tecnologia de Combustão Supersônica, inclusa na área prioritária e estratégica “Propulsão com Ar Aspirado” dos Ministérios da Defesa e da Ciência e Tecnologia, tem, atualmente, recursos financeiros proveniente de cinco fontes:

COMAER financia o projeto “Acelerador Hipersônico de Massa” (desde 2001), coordenado pelos Pesquisadores Marco Antonio Sala Minucci e Paulo Gilberto de Paula Toro. A pesquisa visa o desenvolvimento de um veículo acelerador hipersônico capaz de produzir velocidades terminais iguais ou superiores a 8 km/s utilizando combustão supersônica;

FAPESP financia o projeto “Investigação Experimental Preliminar em Combustão Supersônica” (processo no 2004/00525-7), coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro. A pesquisa visa o estudo da combustão supersônica em túnel de choque hipersônico;

CAPES financia o projeto “Capacitação de Recursos Humanos para Desenvolvimento de Estato-Reator a Combustão Supersônica” (Programa PRÓ-DEFESA 2005), coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro. Os recursos estão sendo aplicados em bolsas de doutorado (1) e mestrado (5) em desenvolvimento com pesquisa na tecnologia de combustão supersônica;

FINEP financia o projeto “Caracterização da Combustão Supersônica e Combustão de Propelentes Líquidos por meio de Espectroscopia de Emissão e Absorção”, coordenado pelo Pesquisador Alberto Monteiro dos Santos. O projeto visa desenvolver técnicas de diagnóstico em processos de combustão, inclusive combustão supersônica;

FINEP financia o projeto “Demonstrador Tecnológico de Estato-Reator a Combustão Supersônica”, coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro. A pesquisa tem o objetivo de projetar e fabricar o demonstrador tecnológico à combustão supersônica, Veículo Hipersônico 14-X, a ser utilizado em teste em vôo atmosférico, em velocidade acima de 1,5 km/s e altitude de aproximadamente 30 km;

CNPq financia o projeto “Estudo e Especificação de Foguete de Sondagem para Vôo Atmosférico do Demonstrador de Tecnologia da Combustão Supersônica”, coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro. A pesquisa está relacionada à especificação de foguete de sondagem, a ser utilizado como plataforma de lançamento do demonstrador de tecnologia da combustão supersônica, Veículo Hipersônico 14-X.

Propulsão Hipersônica Aspirada utilizando Laser

A Propulsão a Laser, inclusa na área prioritária e estratégica “Propulsão com Ar Aspirado” dos Ministérios da Defesa e da Ciência e Tecnologia, tem, atualmente, recursos financeiros proveniente de duas fontes:

FINEP financia o projeto “Demonstrador de Veículo a Propulsão a Laser”, coordenado pelo Pesquisador Marco Antonio Sala Minucci. O projeto tem como objetivo a investigação experimental, em Túnel de Choque Hipersônico, do conceito de Propulsão a Laser aplicado à satelização de nanosatélites;

FINEP financia o projeto “Laser de CO2 de 1 kW”, coordenado Pesquisador Nicolau André Silveira Rodrigues. O projeto visa o desenvolvimento de laser de CO2 de 1 kW com alta taxa de repetição visando aplicação em Propulsão a Laser;

CNPq financia o projeto “Propulsão Aspirada Hipersônica utilizando Adição de Energia via Radiação Eletromagnética”, coordenado Pesquisador Marco Antonio Sala Minucci. O projeto tem como objetivo a realização, em Túnel de Choque Hipersônico, de investigação experimental, de Propulsão Aspirada Hipersônica utilizando Adição de Energia via Radiação Eletromagnética.

Aerotermodinâmica de Veículos Aeroespaciais em Reentrada Atmosférica

A Aerotermodinâmica de Veículos Aeroespaciais em Reentrada Atmosférica inclusa na área prioritária e estratégica “Hipervelocidade” dos Ministérios da Defesa e da Ciência e Tecnologia, tem, atualmente, recursos financeiros proveniente da:

AEB financia o projeto “Determinação de novas Condições de Ensaio para o Túnel T2 para o Veículo SARA”, coordenado pelo Pesquisador Artur da Cunha Menezes Filho.

Ainda, a Aerotermodinâmica de Veículos Aeroespaciais em Reentrada Atmosférica recebeu recursos financeiros proveniente da:

AEB para realização do projeto de pesquisa, “Aerotermodinâmica de Veículos Espaciais em Reentrada Atmosférica”, coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro;

AEB para realização do projeto de pesquisa, “Investigação Experimental da Aerotermodinâmica de Veículos de Reentrada”, coordenado pelo Pesquisador Marco Antonio Sala Minucci;

FAPESP para realização do projeto de pesquisa, “Instrumentação dos Túneis de Choque Hipersônico, do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica do IEAv/CTA, visando Investigação Experimental de Escoamentos Hipersônicos”, coordenado pelo Pesquisador Paulo Gilberto de Paula Toro.

Linhas de Pesquisa

EAH-C - Subdivisão de Simulação Computacional

Transferência de Calor e Dinâmica dos Fluidos Computacional

Desenvolver métodos, modelos analíticos/numéricos e programas computacionais para análise de problemas de interesse na ciência e engenharia. Ênfase tem sido dada a estudos de: a) dinâmica de gases a altas temperaturas e velocidades (hipersônico) em meios contínuos e rarefeitos (método de Monte Carlo); b) escoamentos com mudança de fase (liquido/vapor) do fluido; c) escoamentos incompressíveis em meios porosos.

Filtros Computacionais para Rastreamento de Veículos Espaciais

Cooperação com o Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) e Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) no desenvolvimento de novos algoritmos computacionais de filtragem de dados de radares de rastreamento de foguetes, lançados a partir do CLA, com o intuito de proporcionar uma melhor qualidade e confiabilidade de rastreio destes veículos.

Estabilidade de Sistemas

Desenvolver modelos matemáticos de sistemas das diversas áreas da ciência e engenharia e analisar a estabilidade (linear e não-linear) utilizando técnicas de análise no domínio do tempo e da freqüência. Ênfase tem sido dada a sistemas de transporte de calor que envolvem escoamentos monofásicos (líquido) ou bifásico (líquido/vapor) do fluido refrigerante.

Problemas Inversos em Transferência de Calor

Aplicação de técnicas de estimativas de quantidades desconhecidas em análises de problemas térmicos a partir de medidas de temperatura/fluxo de calor.

Colaboradores:

  • - Angelo Passaro (pesquisador/IEAv)
  • - Nancy Abe (pesquisadora/IEAv)
  • - Lamartine Guimarães (pesquisador/IEAv)

EAH-D - Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico

As linhas de pesquisa da Subdivisão de Técnicas de Diagnóstico se relacionam à aplicação das técnicas de diagnóstico para medidas de parâmetros em escoamentos reativos super e hipersônicos.

EAH-E - Subdivisão de Hipersônica Experimental

Atualmente, a Subdivisão de Hipersônica Experimental tem quatro áreas de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) aplicadas a veículos aeroespaciais para vôo em velocidades hipersônicas:

  • - Sistemas de Propulsão Hipersônica Aspirada utilizando tecnologia a Combustão Supersônica;
  • - Sistemas de Propulsão Hipersônica Aspirada utilizando tecnologia a Laser;
  • - Controle de Escoamento por Adição de Energia a Laser;
  • - Aerotermodinâmica de Reentrada Atmosférica de Veículos Espaciais.

 

 

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