TECNOLOGIA
Novo tipo de cerâmica pode ajudar voos hipersônicos
Novo tipo de revestimento promete resolver os problemas dos projetistas e engenheiros (Foto: Pixabay)
O atrito gera calor. E o atrito do ar em um avião que se move cinco vezes mais rápido do que a velocidade do som pode atingir uma temperatura de 3.000°C. Essa temperatura está acima do ponto de fusão da maioria dos materiais utilizados pelos engenheiros aeroespaciais, o que dificulta a construção de asas e narizes de aviões hipersônicos. Porém, o sonho de transformar em realidade uma viagem hipersônica é tão grande, que muitos tentaram descobrir um material resistente a altas temperaturas.
Agora, um novo tipo de revestimento promete resolver os problemas dos projetistas e engenheiros. Ping Xiao da Universidade de Manchester, Reino Unido, e Xiang Xiong da Universidade Central Sul, em Changsha, China, e seus colegas anunciaram a descoberta de uma cerâmica resistente a altas temperaturas para aviões supersônicos.
A cerâmica tem um alto ponto de fusão, o que permite que seja usada como isolante térmico. Mas também é um material muito frágil, como constatado no acidente com a nave espacial Columbia. Em 2003, devido a uma ruptura na proteção térmica das placas de cerâmica na asa esquerda provocada por um pedaço de espuma isolante, que se separou do suporte do tanque de combustível externo na subida, a estrutura térmica da nave não suportou o aumento da temperatura na entrada da atmosfera terrestre. O acidente causou a destruição total da nave e a morte dos sete tripulantes.
Portanto, Xiao e Xiong querem aumentar a solidez dos materiais cerâmicos sem diminuir o ponto de fusão e a resistência à ablação. O ponto de partida para o desenvolvimento de uma cerâmica resistente a altas temperaturas foi o compósito de fibras de carbono, ou composto carbono-carbono. Esses compósitos são utilizados na indústria aeroespacial porque são fortes, leves e flexíveis. No entanto, eles não resistem a uma temperatura de 3.000°C. Para protegê-los desse nível de aquecimento, os pesquisadores usaram um processo de infiltração por fusão reativa para introduzir no compósito uma mistura líquida de zircônio, titânio, carbono e boro. No processo de absorção do líquido o compósito deu origem a um novo tipo de cerâmica.
Em testes o material obtido nesse processo mostrou ser superior em resistência às cerâmicas de ultra-alta temperatura (UHTC) usadas na indústria aeroespacial. Além do uso em aviões hipersônicos, esse novo revestimento também poderá ser utilizado para prolongar a vida de foguetes reutilizáveis e turbinas a gás. Mas a ideia de uma viagem hipersônica de Londres a Sydney, em que o avião decola de Heathrow às 7 da manhã e chega ao aeroporto de Kingsford Smith duas horas depois, é a que mais desperta a imaginação dos viajantes.The Economist
O atrito gera calor. E o atrito do ar em um avião que se move cinco vezes mais rápido do que a velocidade do som pode atingir uma temperatura de 3.000°C. Essa temperatura está acima do ponto de fusão da maioria dos materiais utilizados pelos engenheiros aeroespaciais, o que dificulta a construção de asas e narizes de aviões hipersônicos. Porém, o sonho de transformar em realidade uma viagem hipersônica é tão grande, que muitos tentaram descobrir um material resistente a altas temperaturas.
Agora, um novo tipo de revestimento promete resolver os problemas dos projetistas e engenheiros. Ping Xiao da Universidade de Manchester, Reino Unido, e Xiang Xiong da Universidade Central Sul, em Changsha, China, e seus colegas anunciaram a descoberta de uma cerâmica resistente a altas temperaturas para aviões supersônicos.
A cerâmica tem um alto ponto de fusão, o que permite que seja usada como isolante térmico. Mas também é um material muito frágil, como constatado no acidente com a nave espacial Columbia. Em 2003, devido a uma ruptura na proteção térmica das placas de cerâmica na asa esquerda provocada por um pedaço de espuma isolante, que se separou do suporte do tanque de combustível externo na subida, a estrutura térmica da nave não suportou o aumento da temperatura na entrada da atmosfera terrestre. O acidente causou a destruição total da nave e a morte dos sete tripulantes.
Portanto, Xiao e Xiong querem aumentar a solidez dos materiais cerâmicos sem diminuir o ponto de fusão e a resistência à ablação. O ponto de partida para o desenvolvimento de uma cerâmica resistente a altas temperaturas foi o compósito de fibras de carbono, ou composto carbono-carbono. Esses compósitos são utilizados na indústria aeroespacial porque são fortes, leves e flexíveis. No entanto, eles não resistem a uma temperatura de 3.000°C. Para protegê-los desse nível de aquecimento, os pesquisadores usaram um processo de infiltração por fusão reativa para introduzir no compósito uma mistura líquida de zircônio, titânio, carbono e boro. No processo de absorção do líquido o compósito deu origem a um novo tipo de cerâmica.
Em testes o material obtido nesse processo mostrou ser superior em resistência às cerâmicas de ultra-alta temperatura (UHTC) usadas na indústria aeroespacial. Além do uso em aviões hipersônicos, esse novo revestimento também poderá ser utilizado para prolongar a vida de foguetes reutilizáveis e turbinas a gás. Mas a ideia de uma viagem hipersônica de Londres a Sydney, em que o avião decola de Heathrow às 7 da manhã e chega ao aeroporto de Kingsford Smith duas horas depois, é a que mais desperta a imaginação dos viajantes.The Economist
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