S-31

S-31
S-31

O S-31 fornece a propulsão inicial do VSB-30, antes do acionamento do S-30. A imagem mostra a preparação de motores usados pelo programa TEXUS.
País de origem Brasil
Primeiro voo 23 de outubro de 2004, no VSB-30
Projetista Instituto de Aeronáutica e Espaço, em cooperação com o Centro Aeroespacial Alemão
Aplicação Motor acelerador de primeiro estágio
Associado VL VSB-30
Motor de combustível sólido
Combustível Perclorato de amônio / Polibutadieno hidroxilado e alumínio
Empuxo vetorial
Dimensões
Diâmetro 557 mm

O S-31 é um motor-foguete brasileiro de propelente sólido, desenvolvido para acelerar a decolagem de foguetes de sondagem. Foi projetado pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço em cooperação com o Centro Aeroespacial Alemão e constitui o primeiro estágio do VSB-30, cujo segundo estágio usa o motor S-30.

Seu empuxo inicial permite aumentar rapidamente a velocidade do veículo ao sair do lançador, reduzindo a influência dos ventos próximos ao solo sobre a dispersão da trajetória. O motor também foi empregado com estágios superiores Improved Orion e Improved Malemute.

Desenvolvimento

O projeto do S-31 começou em 2001, depois de uma proposta de acrescentar um motor acelerador ao VS-30. O VSB-30 destinava-se a substituir os foguetes britânicos Skylark nas missões europeias de microgravidade. A qualificação do motor compreendeu três ensaios estáticos em banco de provas.

O desenvolvimento aproveitou características e técnicas de fabricação do S-30, mas adotou uma geometria de propelente apropriada para produzir maior empuxo inicial. No VSB-30, o adaptador situado acima do S-31 aloja três pequenos motores que induzem a rotação do foguete logo após sua saída do trilho de lançamento.

O primeiro voo do VSB-30 ocorreu em 23 de outubro de 2004, durante a Operação Cajuana, no Centro de Lançamento de Alcântara. O primeiro lançamento europeu ocorreu em dezembro de 2005, a partir de Esrange, na Suécia. Em 27 de janeiro de 2020, o DCTA e a Avibras assinaram o contrato que autorizou a industrialização e a comercialização do VSB-30 pela empresa.

Funcionamento e características

No VSB-30, o S-31 acelera o conjunto durante a fase inicial de voo. Quando termina sua ação, a diferença de arrasto aerodinâmico entre os estágios provoca a separação, sem exigir que o primeiro estágio seja afastado por um motor próprio. A ignição do S-30 ocorre depois dessa separação, com um intervalo ajustado à trajetória da missão.

O propelente composto utiliza polibutadieno hidroxilado, perclorato de amônio e alumínio. O motor tem 557 mm de diâmetro. A garganta da tubeira, por onde passam os gases de combustão antes de se expandirem, contém um inserto de grafite de alta densidade, resistente ao desgaste provocado pelo escoamento.

Parâmetros de referência do S-31 em 2017
Grandeza Valor
Massa estrutural 240 kg
Massa de propelente 670 kg
Empuxo máximo no vácuo 211,2 kN
Pressão máxima na câmara 5,92 MPa
Impulso específico no vácuo 260 s
Tempo de queima 15,5 s

Na configuração do VSB-30 analisada em 2011, o tempo total de ação do S-31 era de 16 segundos. O catálogo da MORABA de 2020 descreve uma configuração com aproximadamente 700 kg de propelente no estágio S-31.

Aplicações

Além do VSB-30, a MORABA empregou o S-31 nas configurações de dois estágios VS-31/Improved Orion e S-31/Improved Malemute. Nesta última, qualificada em voo em 2018, o acelerador brasileiro impulsiona um estágio superior de origem militar adaptado à pesquisa suborbital.

No experimento STORT, lançado de Andøya, na Noruega, em 26 de junho de 2022, o S-31 impulsionou uma combinação de três estágios, com o S-30 e o Improved Orion nos estágios superiores. O primeiro estágio recebeu seis empenas para manter a estabilidade do veículo durante a fase inicial. O voo destinou-se a estudar materiais cerâmicos, refrigeração e monitoramento de estruturas em condições de alta velocidade na atmosfera.

Ver também

Referências

  1. 1 2 3 4 5 6 Alexandre Garcia; Sidney Servulo Cunha Yamanaka; Alexandre Nogueira Barbosa; Francisco Carlos Parquet Bizarria; Wolfgang Jung; Frank Scheuerpflug (2011). «VSB-30 sounding rocket: history of flight performance» (PDF). Journal of Aerospace Technology and Management (em inglês). 3 (3): 325–330. doi:10.5028/jatm.2011.03032211. Consultado em 24 de outubro de 2026
  2. 1 2 «VSB-30». Agência Espacial Brasileira. 6 de março de 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026
  3. 1 2 3 4 5 6 7 «Sounding Rocket Launch Vehicles, versão 1.00» (PDF) (em inglês). Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt / Mobile Rocket Base. 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026
  4. 1 2 3 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 72–73. Consultado em 24 de outubro de 2026
  5. 1 2 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 89–91. Consultado em 24 de outubro de 2026
  6. ↑ Yuri Vasconcelos (agosto de 2014). «Gravidade zero». Pesquisa FAPESP (222). Consultado em 24 de outubro de 2026
  7. ↑ «DCTA e Avibras assinam Contrato de Transferência de Tecnologia do VSB-30». Instituto de Aeronáutica e Espaço. 28 de janeiro de 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026
  8. ↑ Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. p. 172. Consultado em 24 de outubro de 2026
  9. ↑ Ali Gülhan; Dorian Amadeus Hargarten; Maximilian Zurkaulen; Florian Klingenberg; Frank Siebe; Sebastian Willems; Giuseppe Di Martino; Thomas Reimer (2023). «Selected results of the hypersonic flight experiment STORT» (PDF). Acta Astronautica (em inglês). 211: 333–334. doi:10.1016/j.actaastro.2023.06.034. Consultado em 24 de outubro de 2026
  10. ↑ Frank Scheuerpflug; et al. (17 de agosto de 2026). «Hypersonic flight missions and recent technology advances by Mobile Rocket Base». CEAS Space Journal (em inglês). doi:10.1007/s12567-026-00733-z. Consultado em 24 de outubro de 2026

Leitura adicional

Ligações externas

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