A DARPA está trabalhando em materiais de próxima geração para veículos hipersônicos

• A DARPA anunciou um novo programa denominado MACH que visa construir novos designs e materiais para veículos hipersônicos.
• O objetivo é desenvolver soluções de ponta afiadas que possam lidar com altos fluxos de calor e oferecer desempenho além dos sistemas existentes baseados em compostos de carbono-carbono.

Aviões e armas hipersônicas são talvez um sonho do futuro, mas para tornar isso realidade, os pesquisadores precisam criar materiais avançados que tenham uma capacidade incrível de lidar com temperaturas extremamente altas criadas em velocidades hipersônicas.

Para quem não sabe, qualquer coisa que viaje mais rápido do que Mach 5 - cinco vezes a velocidade do som - é hipersônico. Alguns veículos alcançaram velocidades incrivelmente altas, mas apenas por um breve período de tempo. O North American X-15, por exemplo, foi uma aeronave experimental tripulada que estabeleceu o maior recorde de velocidade de Mach 6,7 em 1967.

Projetar estruturas que possam suportar milhares de graus de calor em velocidades tão altas é uma tarefa desafiadora, especialmente para bordas de ataque que experimentam a quantidade máxima de calor.

Agora, a DARPA deu um passo adiante para enfrentar este desafio técnico. A agência anunciou um novo programa denominado MACH (abreviação de Material Architectures and Characterization for Hypersonics), que busca construir novos designs e materiais para veículos hipersônicos.

Embora os engenheiros tenham trabalhado em maneiras de resfriar as arestas de ataque do veículo hipersônico, eles não foram capazes de entregar qualquer conceito viável em vôo. No entanto, avanços recentes na engenharia térmica podem permitir arquiteturas de materiais escalonáveis ​​que podem rejeitar calor com eficiência e melhorar o desempenho hipersônico.

Estrutura do Programa MACH

O objetivo principal é criar um novo tipo de arquitetura de ponta afiada gerida termicamente para veículos aéreos hipersônicos com alta taxa de sustentação e arrasto que podem operar em fluxos de calor intensos. Essas bordas de ataque não corrosivas irão melhorar a capacidade operacional dos veículos, fazendo-os voar mais rápido e mais longe.

O programa MACH se concentrará em duas coisas:

T1. Desenvolvendo e testando sistemas de gerenciamento térmico integrados para uma vanguarda em escala.
T2. Pesquisa de materiais de última geração para veículos hipersônicos para atingir capacidade de ponta impressionante.

Crédito da imagem:DARPA

É um programa de esforço de quatro anos em duas fases. A primeira fase será executada em 27 meses e a próxima fase terá os 21 meses restantes.

Em T2, a DARPA tentará obter capacidade de ponta além das métricas de desempenho T1, que incluem novos métodos de gerenciamento térmico, cerâmicas, metais e revestimentos, junto com novos recursos necessários para desenvolver esses materiais e técnicas.

Referência:Fbo.gov | DARPA

Abordagens de sucesso irão explorar:

1. Novos espaços de materiais, como composições de cerâmica, novas ligas de metal e desempenho de revestimento em temperaturas acima de 2.200 graus Celsius.
2. Tecnologias de subcomponentes, incluindo metodologias para obter resfriamento extremo.
3. Capacidades de modelagem para acelerar o desenvolvimento de materiais para missões específicas.

Além disso, todas as técnicas de desenvolvimento de material utilizarão a estrutura ICME (abreviação de engenharia de materiais computacionais integrados) para melhorar a otimização de materiais e permitir a projeção de desempenho em nível de sistema.

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Se tudo correr de acordo com o planejado, poderemos ver um avanço na redução do efeito aerotérmico - que acabaria por melhorar o desempenho hipersônico - nos próximos quatro anos.