Resumo
Esta pesquisa tem como objetivo estudar as características da combustão de combustíveis à base de parafina, usados como combustível para foguetes híbridos, a fim de se projetar e validar um motor híbrido de alta eficiência. Além disso, será desenvolvido um modelo matemático capaz de prever com precisão a taxa de regressão do combustível à base de parafina, para que seja possível de projetar motores confiáveis. Os sistemas de propulsão híbrida desempenham um papel importante em várias áreas distintas, como exploração espacial, comunicação por satélite, defesa e conta com inúmeros benefícios econômicos. Em comparação com outros combustíveis sólidos utilizados em foguetes híbridos, o combustível à base de parafina apresenta uma taxa de regressão consideravelmente maior, tornando-o mais adequado para aplicação em veículos lançadores reais na atualidade.
No entanto, esse tipo de combustível apresenta problemas relacionados a sua baixa resistência mecânica e à expulsão de uma parte do combustível da câmara de combustão sem
queimar, ou seja, sem que se tenha ocorrido a oxidação dessa parcela de combustível e, consequentemente, reduzindo a eficiência da combustão como um todo. Esta pesquisa visa
resolver esses problemas, estudando as características da combustão do combustível à base de parafina e seu mecanismo de transferência de massa, bem como desenvolver algumas
abordagens para melhorar a sua eficiência de combustão. Essas abordagens serão comparadas e avaliadas por meio de testes, e, por fim, projetaremos e validaremos experimentalmente um combustor com eficiência de combustão de pelo menos 90% (em geral, motores com este combustível atingem de 60% a 75%).
Este projeto contribuirá não apenas para pesquisas acadêmicas importantes, mas também para o desenvolvimento tecnológico da aplicação desse tipo de combustível em lançadores
híbridos reais. Além disso, buscaremos melhorar o modelo matemático atual da taxa deregressão para o caso específico dos combustíveis à base de parafina, que atualmente apresenta
erros consideravelmente grandes em relação à testes realizados em laboratório, desenvolvendo um novo modelo capaz de prever com precisão a taxa de regressão desse tipo de combustível.
Nesse projeto, contaremos com a participação de doutores especializados em pesquisas relacionadas no país e de um laboratório de pesquisa de propulsão híbrida na Coreia do Sul
para estudar o mecanismo de combustão do combustível à base de parafina. Trabalharemos para construir intercâmbio técnico e redes de pesquisa entre pesquisadores nacionais e
internacionais para alcançar os objetivos comuns do projeto e, além disso, avançar no desenvolvimento da tecnologia de lançadores espaciais híbridos, contribuindo para o desenvolvimento dessa ciência e tecnologia no Brasil.
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