Teoria de Voo de Alta Velocidade - X-15

Páginas: 5 (1205 palavras) Publicado: 22 de outubro de 2013
UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI - CURSO DE AVIAÇÃO CIVIL
TEORIA DE VOO DE ALTA VELOCIDADE

Paulo Fontes Machado Filho









NORTH AMERICAN X-15 – VOO HIPERSONICO



















Trabalho sobre a aeronave X-15 e suas caracteristicas de voo, para a disciplina Teoria de Voo de Alta Velocidade, do curso de Aviação Civil daUniversidade Anhembi Morumbi - Prof. José Antão do Nascimento Neto






São Paulo
2013

Introdução
O X-15 foi uma aeronave de pesquisa experimental desenvolvida pela USAF - Força Aérea Americana em conjunto com a NASA – Administração Nacional de Aeronautica e Espaço como parte do projeto “X-Plane”.
Foi uma aeronave propulsada por um motor foguete e até os dias de hoje, detem o recorde deaeronave mais rápida operada por um homem, sua velocidade máxima registrada é de 7274 km/h (Mach 6.72).












Caracteristicas

Como podemos ver na imagem que acima o X-15 possui todas as caracteristicas de um jato puro, porém, com um motor foguete.
O nariz da aeronave é o mais afilado possível, de forma que seu arrasto seja mínimo, suas asas são pequenas e enflechadas, de forma aaumentar seu mach crítico e gerarem menor arrasto e possui perfil supercrítico, fazendo com que a onda de choque gerada no extradorso seja fraca, mitigando o arrasto.
De forma a estabilizar a aeronave caso houvesse uma perda de controle, a aeronave era equipada com foguetes retro-propulsores, tornando possivel sua reestabilização, mesmo em parafusos chatos ou um estol, a aeronave contava tambemcom speedbrakes na cauda, freios aerodinâmicos que ajudavam na estabilidade após ser solta do B-52 Stratofortress até adiquirir velocidades maiores.
Seu estabilizador vertical era espesso e cuneiforme que se estendia do dorso ao ventre da aeronave, isso fazia com que sua estabilidade em velocidades hipersônicas fosse muito maior, entretanto, o arrasto gerado velocidades menores era tanto que seuvalor era igual a o de um F-104 Starfighter inteiro.




Materiais empregados
Na construção do X-15, o uso de superligas metálicas foi essencial para que a aeronave fosse possível, em voos hipersônicos a temperatura do atrito da fuselagem com o ar que excedia 1000ºC, superior ao ponto de fusão de muitos matériais como o aluminio aéronáutico.

A superliga metáliga empregada na construçãodo X-15 era o Inconel X-750 que foi usado maioritariamente no revestimento externo, devido à elevada resistência mecânica até aos 700 ° C e lenta degradação das propriedades físicas além desse valor. No restante da estrutura interna, onde as cargas térmicas eram menores, foram empregados ligas de alumínio super-resistente, ligas de titânio e aços especiais

Composição Inconel X-750: Níquel,Cromo, Ferro, Nióbio, Cobalto, Manganes, Cobre, Aluminio, Titanio, Silício, Carbono e Enxofre.

Motor
O motor foguete XLR-11 é um motor de combustível de Etanol e Oxigênio líquido, produzia uma tração máxima de 6000 lbf (27kN) e não possuia um acelerador, cada uma das quatro camaras de combustão era ligada ou desligada individualmente.
Em virtude do X-15 voar em altitudes acima de 100km, o arextremamente rarefeito, não é o suficiente para um motor a jato gerar potência satisfatória, esta é a razão do uso de um motor foguete, de forma a não depender do ar externo.
Em projetos mais atuais como o X-43 da NASA e o 14-X da FAB, os motores foguete ainda são empregados em aeronaves hipersonicas, porém ele é apenas um meio para que a aronave atinja uma velocidade em que os motores do tipoScramjet passem a funcionar, por utilizar o ar externo já comprimido em virtude da alta velocidade.








Características do voo Hipersonico

No voo hipersonico a onda de choque oblíqua em um aerofólio de 4% de espessura está muito próxima do mesmo, em razão disto, alguns problemas sérios são encontrados:
Ângulo de cone Mach tão pequeno que a onda de choque de proa interage com maior...
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