Este novo tipo de motor ultrapassa os limites do voo supersônico ✈️

Publicado por Cédric,
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Chinese Journal of Aeronautics
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Um motor capaz de transformar uma onda de choque em propulsão estável: essa é a ideia por trás de um recente avanço tecnológico. Na China, uma equipe de pesquisadores desenvolveu um sistema que pode redefinir os veículos supersônicos e os desafios associados aos seus motores.


Imagem Universidade Tsinghua

Desde a década de 1950, os motores a detonação despertam um interesse crescente na aeronáutica. Esses motores utilizam a potência das ondas de combustão supersônica para aumentar a eficiência energética. No entanto, sua adoção continua limitada pela instabilidade do empuxo e por desafios técnicos ainda intransponíveis.

É nesse contexto que a Universidade Tsinghua, em Pequim, anuncia o Ram-Rotor Detonation Engine (RRDE). Ao combinar um compressor inspirado no ram-rotor com uma detonação rotativa, esse motor oferece um funcionamento contínuo, um avanço para esse tipo de propulsão.

O funcionamento baseia-se em um ciclo contínuo: o ar comprimido e misturado com o combustível inflama-se por meio de ondas de choque, gerando empuxo constante. Este sistema garante uma estabilidade única, mesmo em velocidades de até Mach 4,2, segundo os testes realizados.

Os pesquisadores explicam que este motor se destaca por uma estrutura compacta e uma eficiência excepcional. O rotor, equipado com pás helicoidais, otimiza a compressão da mistura ar-combustível em condições ideais para uma detonação regular, independentemente dos fluxos de entrada.


Estruturas típicas dos RRDE.
(a) Esquema variando a espessura da lâmina;
(b) Esquema variando as dimensões radiais do rotor.

Além disso, simulações numéricas confirmaram que a detonação permanece estacionária na configuração proposta. Isso permitiria uma adaptação às variações de parâmetros, como o fluxo de ar ou a riqueza do combustível, garantindo, assim, um desempenho robusto.

Apesar desses sucessos, persistem obstáculos. A estabilização das ondas de detonação e o gerenciamento do calor estão entre os desafios a serem superados. A equipe, entretanto, encara essas dificuldades como etapas essenciais para sua adoção em larga escala.

Se esses esforços se concretizarem, o RRDE poderá se tornar uma solução indispensável para os veículos supersônicos, abrindo novas perspectivas na aeronáutica e na exploração espacial.

O que é um motor a detonação rotativa?


Um motor a detonação rotativa é um tipo de motor que utiliza ondas de detonação para gerar empuxo. Diferente dos motores de combustão convencionais, ele aproveita a combustão supersônica, onde uma onda de choque atravessa uma mistura ar-combustível, liberando energia de maneira eficiente.

Nesse motor, uma câmara anular concentra as ondas de detonação que giram em torno de um eixo central. Essa rotação mantém uma combustão contínua, eliminando as interrupções de ciclo observadas em outros motores a detonação.

Sua principal vantagem está no aumento de pressão, que melhora a eficiência energética e o empuxo. No entanto, sua complexidade técnica, especialmente a estabilização das ondas, ainda é um obstáculo para sua adoção em grande escala.

Os motores a detonação rotativa prometem uma propulsão compacta e eficiente, abrindo caminho para aplicações na aviação supersônica e no setor espacial.
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