Não é sempre que surge uma segunda chance, mas o segundo lançamento do projeto Transição da Camada Limite e Turbulência (Boundary Layer Transition and Turbulence – BOLT II) do Escritório de Pesquisa Científica da Força Aérea (AFOSR) dos Estados Unidos ofereceu outra oportunidade de obter dados práticos sobre os desafios do voo hipersônico.
Em 2008, o Centro de Pesquisa Langley (Langley Research Center – LaRC) da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos, a NASA (National Aeronautics and Space Administration), estava liderando um experimento de voo chamado Transição da Camada Limite Hipersônica (Hypersonic Boundary Layer Transition – HyBoLT) que também buscava dados semelhantes da camada limite hipersônica, incluindo o estudo dos efeitos da rugosidade intencional. Esse voo foi encerrado antecipadamente devido a um problema de controle de voo e não foi capaz de fornecer os dados hipersônicos necessários.
Com este novo projeto de voo BOLT II, patrocinado principalmente pela AFOSR, o LaRC está mais uma vez preparado para obter uma visão significativa da transição forçada da camada limite para comparar com anos e anos de dados de testes em solo.
O LaRC fornece o aparato investigador principal para a parte do experimento de rugosidade do voo BOLT II. As outras partes são supervisionadas pela Texas A&M e CUBRC, com a Wallops Flight Facility fornecendo o lançador, um foguete de sondagem Malemute melhorado pela Terrier.
“Um dos problemas hipersônicos mais complicados é prever algo chamado de localização de transição da camada limite”, disse Scott Berry, investigador principal da NASA para o experimento de rugosidade do BOLT II. “As camadas limite envolvem todos os corpos em movimento e são definidas pelas condições de deslizamento das partículas de ar individuais que passam pelo corpo.”
À medida que uma aeronave voa, uma fina camada de ar se forma ao redor de sua superfície e é arrastada junto com o veículo. Essa camada limite é muito importante, pois a maior parte do aquecimento acontece ali, juntamente com uma parcela significativa das forças de arrasto que tentam desacelerar o veículo.
À medida que esta camada limite cresce ao longo do comprimento do veículo, ela eventualmente fará a transição do fluxo laminar calmo próximo ao bordo de ataque do veículo para um fluxo turbulento violento mais atrás.
“Quando turbulento, mais energia de atrito das partículas é puxada para a superfície do veículo. Essa energia adicionada à camada pode levar ao aquecimento excessivo da superfície, que muda ou quebra o design do veículo”, disse Berry.
A geometria do BOLT II foi amplamente testada nos últimos anos em uma das instalações hipersônicas de Langley, o túnel Mach 6 de 20 polegadas. Essa geometria foi selecionada com base em seu fluxo altamente tridimensional com bordos de ataque em ângulo que fornece duas superfícies distintas: uma dedicada à transição suave da camada e a outra aos efeitos de rugosidade.
“O desejo é poder adaptar a camada limite para ser laminar em todos os lugares, mas turbulenta logo à frente do motor, pois as separações de fluxo dentro de um motor são mais prováveis e catastróficas se o fluxo for laminar”, disse Berry.
Informações da NASA
