Aquecimento aerodinâmico de uma cápsula em reentrada atmosférica

dc.contributor.advisorMarinho, George Santos
dc.contributor.advisor-co1Toro, Paulo Gilberto de Paula
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-3565-4744pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0490476694313938pt_BR
dc.contributor.authorAthayde Neto, Luiz Sampaio
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0002-6245-3833pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6362824605702287pt_BR
dc.contributor.referees1Silva, Douglas do Nascimento
dc.contributor.referees2Korzenowski, Heidi
dc.date.accessioned2024-10-30T19:13:26Z
dc.date.available2024-10-30T19:13:26Z
dc.date.issued2024-06-28
dc.description.abstractObjects reentering the atmosphere travels at hypersonic speeds, a regime where air molecules are subject to the effects of high temperatures, such as: vibration, dissociation, and ionization. In this case, air cannot be treated as a calorically perfect gas. Aerodynamic heating is a predominant phenomenon in this speed regime, resulting from friction between air molecules and the surface of the object in atmospheric reentry. In the 1950s, aerodynamicists engineers studied this phenomenon, to predict the flight behavior of aircraft and rockets. This led to the development of theoretical and experimental methods that subsequently contributed to the beginning of space exploration. In the present work, these methods were used to estimate the aerodynamic heating of a space capsule, with blunt conical geometry, during atmospheric reentry. Seven points of the reentry trajectory were considered. To estimate the heating experienced at the stagnation point of the capsule, the method developed by Fay and Riddell (1958) was used. The method developed by Lees (1956) was used to estimate the heat distribution in the spherical and conical regions of the capsule. To do this, it was necessary to know the geometrical dimensions of the vehicle, the trajectory of the reentry flight, the thermodynamic properties of the atmosphere at the seven points of the trajectory chosen for analysis, normal shock wave relations, and isentropic relations. From this knowledge, it was possible to observe the behavior of thermodynamic properties and how they influenced aerodynamic heating throughout the seven points of the reentry trajectory.pt_BR
dc.description.resumoObjetos que reentram na atmosfera trafegam em regime de velocidade hipersônico, onde as moléculas do ar são sujeitas aos efeitos de altas temperaturas, como: vibração, dissociação e ionização. Nesse caso, o ar não pode ser tratado como gás caloricamente perfeito. O aquecimento aerodinâmico é um fenômeno predominante nesse regime de velocidade, resultante da fricção entre as moléculas do ar e a superfície do objeto que realiza reentrada atmosférica. Na década de 1950, engenheiros aerodinamicistas se dedicaram ao estudo deste fenômeno, como meio de prever o comportamento em voo de aeronaves e foguetes. Isso levou ao desenvolvimento de métodos teóricos e experimentais que, posteriormente, contribuíram para o início da exploração espacial. No presente trabalho foram utilizados métodos para estimar o aquecimento aerodinâmico de uma cápsula espacial, com geometria cônica rombuda, durante reentrada atmosférica. Foram considerados sete pontos da trajetória de reentrada. Para estimar o aquecimento sofrido no ponto de estagnação da cápsula utilizou-se o método desenvolvido por Fay e Riddell (1958). O método desenvolvido por Lees (1956) foi empregado para estimar a distribuição do calor nas regiões esférica e cônica da cápsula. Para isso, foi necessário conhecer a geometria do veículo, a trajetória do voo de reentrada, as propriedades termodinâmicas da atmosfera nos sete pontos da trajetória escolhidos para análise, as relações de onda de choque normal e as relações isentrópicas. A partir destes conhecimentos, foi possível observar o comportamento das propriedades termodinâmicas e como elas influenciam no aquecimento aerodinâmico e ao longo dos sete pontos da trajetória de reentrada.pt_BR
dc.identifier.citationATHAYDE NETO, Luiz Sampaio. Aquecimento aerodinâmico de uma cápsula em reentrada atmosférica. Orientador: Dr. George Santos Marinho. 2024. 105f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Aeroespacial) - Escola de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60455
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AEROESPACIALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectReentradapt_BR
dc.subjectAquecimento aerodinâmicopt_BR
dc.subjectHipersônicapt_BR
dc.subjectAerotermodinâmicapt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
dc.titleAquecimento aerodinâmico de uma cápsula em reentrada atmosféricapt_BR
dc.title.alternativeAerodynamic heating of a capsule in atmospheric reentrypt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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