Aeronaves ajudam a NASA a desenvolver tecnologia de voo hipersônico

O caça YF-12 foi fundamental para ajudar os engenheiros da NASA a superar o problema de parada do motor e vibração severa ao voar em velocidades supersônicas.

O caça YF-12 pode voar três vezes mais rápido que a velocidade do som. Foto: Wikipédia

O Centro de Pesquisa Lewis da NASA em Cleveland utilizou o caça YF-12 para desenvolver tecnologia de voo supersônico, de acordo com a Interesting Engineering . O centro, líder em pesquisa de propulsão aeronáutica desde a década de 1940, buscava aprimorar a tecnologia para voos supersônicos mais longos e rápidos.

O Bell X-1, movido a foguete, fez história em outubro de 1947, quando se tornou a primeira aeronave a voar mais rápido que a velocidade do som, abrindo caminho para o voo supersônico. Muitas aeronaves militares seguiram o Bell X-1, mas nenhuma chegou perto do Blackbird da Lockheed Martin. Aeronaves furtivas e elegantes, incluindo o A-12, o interceptador YF-12 e o avião de reconhecimento SR-71, foram as primeiras a voar em velocidades supersônicas por longos períodos. Elas podiam voar a três vezes a velocidade do som em altitudes acima de 80.000 pés. No entanto, atualizar a tecnologia para aeronaves de transporte de grande porte é um desafio, em grande parte porque mais dados são necessários para revelar como os sistemas de propulsão operam durante o voo supersônico.

Para resolver problemas ainda não descobertos no projeto e nos testes do Blackbird, e para avançar uma tecnologia fundamental conhecida como entrada de mistura por compressão supersônica, os militares emprestaram dois YF-12, desativados em 1969, ao Centro de Pesquisa de Voo Dryden da NASA (hoje Armstrong). Isso fazia parte de um projeto conjunto NASA-USAF para comparar dados de voo do YF-12 com dados de túneis de vento nos centros de pesquisa Ames, Langley e Lewis da NASA.

A equipe de Lewis pesquisa entradas de ar supersônicas em túneis de vento desde o início da década de 1950 e testa bicos supersônicos em interceptores Delta Dart. No novo projeto, Lewis é responsável por testar entradas de ar YF-12 em escala real em um túnel de vento supersônico de 10 x 10 e analisar o motor Pratt & Whitney J58 com 144.567 Newtons de empuxo no Laboratório de Sistemas de Propulsão (PSL).

A entrada de compressão mista permite que o motor opere como um turbofan em baixas rotações e como um ramjet em altas rotações. É muito eficiente, mas suscetível à turbulência, frequentemente causando uma condição chamada "desarranque". Desarranques são mudanças repentinas no fluxo de ar que criam enorme arrasto, o que pode causar o estol do motor ou fazer a aeronave tremer violentamente.

Pesquisadores da Lewis testaram uma entrada de ar do SR-71 acidentado em um túnel de vento de 10 x 10 em novembro de 1971. No ano seguinte, coletaram dados aerodinâmicos sob diversas condições no túnel de vento. Também testaram um novo sistema de controle de entrada de ar desenvolvido pelos engenheiros da Lewis, Bobby Sanders e Glenn Mitchell, que utilizava múltiplas válvulas mecânicas para evitar a partida acidental. Foi a primeira vez que o sistema foi testado em hardware em escala real. A equipe também testou as interações entre a fuselagem, as entradas de ar, os motores e os sistemas de controle em condições normais e turbulentas.

No verão de 1973, um motor J-58 em escala real tornou-se a primeira peça de hardware a ser testada na segunda câmara de pressão do PSL em Lewis. Pesquisadores coletaram dados em condições normais e variáveis ​​no ano seguinte. Os testes do PSL também mediram os gases de escape do motor em um esforço para avaliar as emissões em altas altitudes do voo supersônico.

O programa YF-12 também demonstrou que modelos em pequena escala poderiam ser usados ​​para projetar entradas supersônicas em escala real. Dados de voo foram utilizados para melhor compreender os efeitos de modelos em pequena escala e túneis sobre os dados. Mais importante ainda, o programa Lewis levou ao desenvolvimento de um sistema de controle digital que melhorou a resposta das entradas supersônicas a distúrbios de fluxo, praticamente eliminando a necessidade de religamentos de motores. Muitas das ideias do programa foram utilizadas no projeto da aeronave SR-71 no início da década de 1980 e contribuíram para os esforços da NASA em aeronaves supersônicas de passageiros por décadas.

O programa YF-12 terminou em 1979, quando a NASA mudou seu foco para outras prioridades da aviação. Naquela época, os YF-12 já haviam realizado quase 300 voos de pesquisa, completando um ano de testes em solo no túnel de vento da NASA.

An Khang (De acordo com Interesting Engineering )

Link da fonte: https://vnexpress.net/may-bay-giup-nasa-phat-trien-cong-nghe-bay-sieu-thanh-4714828.html