Hipersoar
Hipersoar
20 de janeiro de 2003 - uma observação adicionada em 25 de maio de 2004
Fonte:
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/hypersoar.htm
FAS significa: Federação de Cientistas Americanos
Rede de Análise de Dados com Caráter Militar
Título:
Hipersoar: um avião hipersônico com alcance ilimitado
A seguir, uma ilustração artística:
Você remove as asas e tem... o Aurora com seu "bumbum de pato".
Do tamanho de um B-52 (...) o Hipersoar é uma aeronave de reconhecimento e ataque com alcance ilimitado, além de ser um bombardeiro capaz de entregar sua carga útil em qualquer ponto do globo, operando a uma altitude e velocidade que o tornam imediatamente inacessível a qualquer medida defensiva. Pode realizar sua missão e retornar aterrissando no território dos Estados Unidos sem necessidade de reabastecimento em voo. O aparelho pode funcionar como um drone ou transportar pilotos e equipamentos especiais. Pode voar aproximadamente a 6.700 milhas por hora, ou seja, 12.000 km/h (Mach 10), ao mesmo tempo em que pode carregar uma carga útil cerca de duas vezes maior que a de uma aeronave com o mesmo peso na decolagem. O conceito "Hipersoar" implica um estresse térmico menor do que o dos modelos anteriores de aeronaves hipersônicas, um problema que até agora representou um obstáculo para o desenvolvimento dessas aeronaves (barreira térmica). Um avião Hipersoar subiria e operaria a uma altitude aproximada de 130.000 pés (55 km). Então fecharia os acessos a seus motores ao operar na superfície na fronteira da atmosfera terrestre. Ao reiniciar seus motores alimentados por ar (como?), isso permitiria que realizasse um novo salto no espaço, repetindo essa operação até atingir seu destino. Ele operaria então como uma pedra que ricocheteia na superfície da água. Uma missão que partisse do centro dos Estados Unidos em direção à Ásia Oriental (Japão) exigiria cerca de 25 desses ricochetes e representaria uma viagem de uma hora e meia.
O ângulo de ataque da aeronave durante essas fases de subida e descida seria apenas de cinco graus. A tripulação experimentaria uma aceleração de um g e meio durante os impulsos, enquanto se movimentava em microgravidade nas partes altas da trajetória. Esse tipo de aceleração é muito suave. Não incomodaria de forma alguma passageiros em voos civis, e tampouco afetaria as performances da aeronave como plataforma de lançamento ou de colocação em órbita. Na verdade, as acelerações sentidas pelos passageiros durante esses movimentos de ricochete seriam comparáveis às experimentadas por um bebê quando sua mãe o balança, com a diferença de que o movimento seria cem vezes mais lento. Embora o objetivo deste projeto seja desenvolver um meio de transporte civil (...) com boas garantias de segurança, também há um aspecto militar e de colocação em órbita de cargas. Na maioria dos projetos hipersônicos considerados até agora, previa-se o uso de foguetes para levar os veículos à fronteira do espaço, região a partir da qual a aeronave simplesmente descia em planador até o destino (o precursor desses veículos sendo o antigo X-15). Em outros projetos, considerou-se o uso de motores a jato para tentar lançar a máquina para fora da atmosfera. Em todos esses projetos, a principal restrição com que os projetistas se deparavam imediatamente era o aumento da temperatura do ar no ponto de estagnação e nas bordas de ataque. Um Hipersoar sofreria uma tensão térmica menor porque passaria a maior parte do tempo fora da atmosfera terrestre. De acordo com este conceito de veículo Hipersoar, o calor coletado durante os períodos na atmosfera terrestre poderia ser parcialmente dissipado quando o aparelho se encontra no "frio do espaço";
Observação JPP: esse "frio do espaço" é relativo. Fora da atmosfera não há perda de energia por condução. Apenas a perda por radiação pode ocorrer. Em altas altitudes, o espaço é, na verdade, "quente" (2500°C), mas extremamente rarefeito. A condução não tem papel algum.
O sistema Hipersoar utiliza motores nos quais um combustível é queimado com ar admitido. A maioria dos projetos de veículos hipersônicos baseava-se em foguetes, e não se considerava alcançar tais velocidades, nem tampouco esse tipo de deslocamento "por ricochetes". Motores que utilizam ar como comburente têm eficiências fundamentalmente superiores aos motores foguete. Além disso, o Hipersoar usaria seu sistema propulsor apenas para fornecer acelerações ao veículo, e não como propulsores de cruzeiro. Isso teria o efeito de simplificar esses dispositivos e reduzir os riscos técnicos. Os Waveriders (aeronaves que "andam" sobre sua onda de choque) são projetados de forma que a onda de choque que criam fique totalmente presa na borda de ataque da asa, em velocidades de Mach consideradas. Essa configuração cria uma zona de sobrepresão no volume limitado pela onda de choque e pela superfície da asa. Resultando em sustentação com uma resistência aerodinâmica relativamente baixa, ou seja, uma alta eficiência aerodinâmica. Os veículos do tipo Waverider também permitem criar um fluxo de ar uniforme a montante de um sistema de propulsão do tipo scramjet (motor a jato com combustão hipersônica).
*Observação JPP: Os desempenhos anunciados para o Hipersoar se aproximam dos do veículo Aurora. O conceito adicional desenvolvido, já mencionado em meu livro, é o de "voar por uma sequência de ricochetes". Mas este artigo desvia-se então para a desinformação quando os autores sugerem que o sistema de propulsão é do tipo "Scramjet" e passam em silêncio a MHD: *
Essa combinação de configuração Waverider e scramjet tem o efeito de reduzir o comprimento e o peso do motor, o que é um objetivo importante no projeto de um scramjet. Para esta aeronave espacial americana, o combustível escolhido é o hidrogênio líquido, que fornece uma alta energia específica, uma alta velocidade de combustão e atua como um grande sumidouro de calor. Antes de ser direcionado para as câmaras de combustão, o hidrogênio líquido é enviado para todas as partes do veículo sujeitas a fortes tensões térmicas. O sistema Hipersoar está sendo estudado há vários anos (...) no Laboratório Lawrence Livermore (Califórnia), em colaboração com a Força Aérea dos EUA e várias agências governamentais. O LLL também assegurou a colaboração da Universidade de Maryland, que atua na otimização da forma do veículo e de sua trajetória. Outras aplicações potenciais do sistema Hipersoar envolvem o posicionamento de cargas em órbita. Estudos mostram que os custos de colocação em órbita poderiam ser reduzidos pela metade (estou totalmente de acordo com esse ponto). Como transporte civil, um aparelho assim poderia conectar dois pontos quaisquer do globo em menos de duas horas (ou seja, separados por distâncias que vão até 20.000 km).
Distância percorrida e carga útil dos diferentes aparelhos
*Vê-se...