Pesquisa brasileira em tecnologia
hipersônica tem repercussão internacional

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Estudos Avançados (IEAv) de São José dos Campos, que pertence ao Centro Técnico Aeroespacial (CTA), do Comando da Aeronáutica, vem realizando desde 2000 uma pesquisa que já obteve resultados inéditos no meio científico internacional. Utilizando laser como fonte de energia, os pesquisadores conseguiram reduzir o arrasto aerodinâmico - resistência enfrentada por um corpo em movimento em um meio viscoso, como água ou ar - de um veículo em vôo hipersônico, ou seja, que possui velocidade cinco vezes maior do que a do som. Essa redução aumenta a eficiência e a segurança desses veículos, já que diminui o consumo de combustível, facilita seu controle e reduz o aquecimento aerodinâmico.

Apesar da idéia ter sido proposta inicialmente por pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaer, de Nova Iorque e do Instituto para Problemas em Mecânica, de Moscou, - que não realizaram o teste por falta de equipamento adequado - foi no Brasil que uma simulação foi realizada pela primeira vez, em junho de 2000.

Desde então, a equipe de pesquisadores, liderada por Marco Antônio Sala Minucci, chefe do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica do IEAv-CTA, e por Paulo Gilberto de Paula Toro, do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE), que também pertence ao CTA, vem aprimorando os ensaios com a utilização do laser e do túnel de choque hipersônico, o que resultou no primeiro ensaio de redução do arrasto aerodinâmico via laser. A experiência utilizou equipamentos do Laboratório de Aerotermodinâmica e Hipersônica (que já tinha um túnel de choque hipersônico - único da América Latina) e do Laboratório de Aplicações de Laser, ambos do IEAv-CTA. Um modelo de veículo em escala reduzida, equipado com apenas um sensor de pressão, foi utilizado nessa experiência.

Técnica aprimorada
Objetivando a realização de ensaios mais completos, em que fosse possível a obtenção de mais informações sobre a distribuição de pressão e de fluxo de calor, um segundo modelo foi projetado e construído, com a colaboração do engenheiro Antônio Garcia Ramos, que foi bolsista do CTA.

O novo modelo foi equipado com seis transdutores de pressão e seis sensores de fluxo de calor. Embora os transdutores tenham funcionado perfeitamente e indicado uma queda de pressão total, os sensores de fluxo de calor não resistiram à abrasão e falharam. Novos sensores de fluxo de calor estão sendo desenvolvidos como trabalho de graduação no Instituto Técnico Aeroespacial (ITA), que também faz parte do CTA, pelo estudante Roberto da Cunha Follador, a ser completado ainda este ano.

A influência de múltiplos pulsos lasers - experiência que, através da adição de energia, é capaz de simular o funcionamento da técnica em um veículo real - começou a ser investigada em 2003, com a participação do pesquisador do IEAv Antônio Carlos de Oliveira. Até então, os experimentos realizados utilizavam apenas um único pulso laser.

Resultados preliminares demonstraram que a operação é viável. Além disso, outros trabalhos correlatos estão em andamento no IEAv como, por exemplo, a influência da adição de energia na redução do aquecimento aerodinâmico, muito importante para oferecer maior segurança para os veículos hipersônicos.

Segundo Minucci, o acidente ocorrido em fevereiro de 2003 com a nave espacial Columbia poderia ter sido evitado se esta tecnologia já estivesse disponível. "Alguns ladrilhos cerâmicos que revestem o ônibus espacial caíram durante o lançamento, expondo a estrutura de alumínio, que não suporta o calor. Esta estrutura derreteu durante a reentrada do ônibus espacial na atmosfera terrestre e causou a sua destruição", afirma.

A utilização de microondas, em substituição ao laser, para o processo de adição de energia, também está em andamento no IEAv. Um canhão de microondas já foi projetado e construído pelo engenheiro José Brosler Chanes Jr., também do IEAv que, desde o início, vem participando dos estudos.

As pesquisas em andamento no CTA já resultaram em dez artigos apresentados em conferências internacionais e dois publicados em periódicos internacionais. Em conseqüência dos resultados obtidos até o momento, o Laboratório de Pesquisa da Força Aérea Americana (AFRL) se interessou em desenvolver trabalhos conjuntos na área de controle de desempenho de veículos hipersônicos através da adição de energia. Segundo Minucci, os termos dessa colaboração já estão sendo elaborados pelas autoridades americanas e deverão ser submetidos à apreciação das autoridades brasileiras.

Apesar de ainda ser considerado "coisa do futuro", o transporte em veículos hipersônicos poderá se tornar realidade em poucos anos, contando com uma importante contribuição de pesquisadores brasileiros.