Olá amigos!
Recebi a poucos dias um e-mail de um engenheiro aeronáutico amigo meu que trabalha na área de foguetes colocando em dúvida as informações técnicas divulgadas pelo IAE com relação ao propulsor S40M. Não divulgarei o nome dele por razões obvias e por não ter autorização do mesmo. No entanto, como sei que o fórum é frequentado por diversas pessoas incluindo ai engenheiros aeronáuticos gostaria de colocar em discussão esse dúvida levantada por ele. Segue abaixo na integra o e-mail que recebi.
“Duda, boa tarde
Com relação as informações técnicas divulgadas pelo IAE (no link: http://www.iae.cta.br/noticias/arquivos ... _Omega.pdf ) com relação ao propulsor S40M existe uma incoerência muito grande.
Eu calculei o Impulso específico (Isp) deste motor e o valor é absurdamente alto.
Veja só:
A massa de propelente: 4244 Kg
Tempo de queima: 54 s
O que nos dá uma vazão mássica de 4244 / 54 = 78,59 Kg/s
O empuxo médio em solo esperado é de 250 KN ou seja 250.000 N.
O Isp médio será o empuxo dividido pela vazão mássica dividido pela aceleração gravitacional (go = 9,81 m/s2)
Fazendo este cálculo obteremos: 250.000 / (78,59 x 9,81) = 324s
É um absurdo um propelente sólido a base de perclorato de amônio, polibutadieno e alumínio dar este impulso específico, o IAE passou informação equívocada !!!
Para termos um comparativo o Isp dos boosters sólidos do ônibus Espacial produz um Isp = 235 s (nível do mar) e Isp = 269 s (vácuo)
Na melhor das hipóteses o empuxo que será obtido no propulsor brasileiro é de 180 KN (ao nível do mar) e 200 KN no vácuo.
Se for um pico de empuxo máximo de 250 KN perfeito, mas nunca empuxo médio.
Será que foi um erro proposital ? Fica aqui a minha pergunta.
Como especialistas em propulsão poderiam ter cometido um erro tão primário na divulgação desta informação técnica.
Claro que passará desapercebido por grande parte das pessoas mas para o pessoal técnico do Brasil e do exterior esta divulgação errada traz mais dúvidas ao tão sofrido PEB.”
Bom, amigos, está aberta a discussão
Abs
Duda Falcão
Informações Técnicas do Motor S40M Colocadas em Dúvida
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Re: Informações Técnicas do Motor S40M Colocadas em Dúvida
Olá Duda,
Na verdade pode não haver um erro, apenas a definição utilizada para empuxo médio é que pode estar confundindo um pouco a questão.
É bastante comum que em motores-foguete de combustível sólido se projete a seção do grão com a estrela interna de geometria tal que a área inicial de combustível exposto à chama seja muito grande, e quando a queima progride os braços da estrela são consumidos diminuindo em muito a superfície de queima. O resultado é que no início a massa de combustível queimada por segundo é muito maior que após a geometria em estrela ter sido consumida, dando um empuxo inicial muito maior que o final para o mesmo motor.
Aí é que entra a questão de como foi definido empuxo médio. Ele geralmente é definido como o impulso total do motor (a integral do empuxo instantâneo ao longo do intervalo de tempo total de queima), dividido pelo valor do tempo total de queima. Neste caso o valor estaria realmente errado, e o empuxo médio não seria coerente com o impulso específico típico do combustível utilizado (na faixa de 240s a 260s ao nível do mar).
Mas também não é absurdo definir o empuxo médio como sendo apenas a média entre os valores de empuxo máximo e o mínimo obtidos durante o programa de queima do combustível, sem integrar nada no tempo. Aí o valor poderia estar correto, se no início ocorrer a queima rápida de uma grande quantidade de combustível por um tempo relativamente curto (enquanto a “estrela” é consumida), e depois a queima de uma quantidade bem menor que os 78,6 K/s por um tempo bem mais longo (quando a superfície de queima tende à forma cilíndrica). Neste caso de média “não ponderada” pelo tempo de queima, o valor bem poderia ficar nos 250 KN apresentados no site, sem nenhum erro.
Como isto tudo são considerações mais técnicas, e o arquivo citado parece ser apenas uma peça ilustrativa montada para o público leigo, acho que foi simplesmente adotada a definição mais simples, sem preocupação com precisão dos termos ou outras minúcias técnicas.
Um grande abraço,
Leandro G. Card
Na verdade pode não haver um erro, apenas a definição utilizada para empuxo médio é que pode estar confundindo um pouco a questão.
É bastante comum que em motores-foguete de combustível sólido se projete a seção do grão com a estrela interna de geometria tal que a área inicial de combustível exposto à chama seja muito grande, e quando a queima progride os braços da estrela são consumidos diminuindo em muito a superfície de queima. O resultado é que no início a massa de combustível queimada por segundo é muito maior que após a geometria em estrela ter sido consumida, dando um empuxo inicial muito maior que o final para o mesmo motor.
Aí é que entra a questão de como foi definido empuxo médio. Ele geralmente é definido como o impulso total do motor (a integral do empuxo instantâneo ao longo do intervalo de tempo total de queima), dividido pelo valor do tempo total de queima. Neste caso o valor estaria realmente errado, e o empuxo médio não seria coerente com o impulso específico típico do combustível utilizado (na faixa de 240s a 260s ao nível do mar).
Mas também não é absurdo definir o empuxo médio como sendo apenas a média entre os valores de empuxo máximo e o mínimo obtidos durante o programa de queima do combustível, sem integrar nada no tempo. Aí o valor poderia estar correto, se no início ocorrer a queima rápida de uma grande quantidade de combustível por um tempo relativamente curto (enquanto a “estrela” é consumida), e depois a queima de uma quantidade bem menor que os 78,6 K/s por um tempo bem mais longo (quando a superfície de queima tende à forma cilíndrica). Neste caso de média “não ponderada” pelo tempo de queima, o valor bem poderia ficar nos 250 KN apresentados no site, sem nenhum erro.
Como isto tudo são considerações mais técnicas, e o arquivo citado parece ser apenas uma peça ilustrativa montada para o público leigo, acho que foi simplesmente adotada a definição mais simples, sem preocupação com precisão dos termos ou outras minúcias técnicas.
Um grande abraço,
Leandro G. Card