S-40

S-40
S-40

O S-40 impulsiona o primeiro estágio do VS-40. O veículo da imagem transportou o experimento SHEFEX II.
País de origem Brasil
Primeiro voo 21 de novembro de 1984, no Sonda IV
Projetista Instituto de Aeronáutica e Espaço
Aplicação Propulsão de foguetes de sondagem e de estágios de lançadores de satélites
Associado VL Sonda IV, VLS-1, VS-40
Motor de combustível sólido
Combustível Perclorato de amônio / Polibutadieno hidroxilado e alumínio
Empuxo vetorial
Injeção secundária no Sonda IV; tubeira móvel no VLS-1
Dimensões
Diâmetro Aproximadamente 1 m

O S-40 é um motor-foguete brasileiro de propelente sólido, desenvolvido pelo Instituto de Aeronáutica e Espaço para o primeiro estágio do Sonda IV. Adaptações do motor foram empregadas no terceiro estágio do VLS-1 e no primeiro estágio do foguete de sondagem VS-40.

O motor tem aproximadamente um metro de diâmetro. As versões usadas no Sonda IV e no VLS-1 diferem no envelope, na geometria do bloco de propelente e no sistema de controle do empuxo.

Desenvolvimento

O S-40 foi desenvolvido para testar tecnologias que seriam usadas no lançador brasileiro de satélites. Seu porte exigiu a produção nacional de aço de alta resistência da classe 300M e a implantação da Usina Coronel Abner, destinada à produção de propelente, ao carregamento dos motores e a ensaios em banco de provas. O primeiro Sonda IV foi lançado em 21 de novembro de 1984, no Centro de Lançamento da Barreira do Inferno. Foram realizados quatro voos desse veículo até março de 1989.

No Sonda IV, o controle da direção do empuxo do primeiro estágio era feito por injeção secundária na tubeira. O desenvolvimento de uma junta flexível para a tubeira móvel do motor S-30, testada no segundo estágio do Sonda IV, permitiu aplicar o mesmo princípio aos motores S-40 e S-43 do VLS-1.

Configurações e características

Na configuração do VLS-1, o S-40 integrava o terceiro estágio e usava uma tubeira móvel para controlar a atitude nos eixos de arfagem e guinada. O bloco de propelente tinha uma geometria interna diferente da usada no Sonda IV. No foguete de sondagem, a geometria favorecia maior empuxo na decolagem, enquanto no terceiro estágio do lançador orbital o motor começaria a funcionar depois da subida proporcionada pelos estágios inferiores.

Parâmetros de referência das configurações S40E e S40T em 2017
Grandeza S40E S40T
Aplicação de referência Sonda IV VLS-1
Massa estrutural 620 kg 890 kg
Massa de propelente 4 240 kg 4 445 kg
Empuxo máximo no vácuo 370 kN 229,2 kN
Pressão máxima na câmara 7,20 MPa 6,32 MPa
Impulso específico no vácuo 269 s 275 s
Tempo de queima 50,6 s 56 s

Para a missão SHEFEX II foi estudada a construção de um envelope em fibra de carbono. O veículo lançado em 2012 empregou o envelope metálico do S-40, com a geometria de propelente adequada à decolagem.

Emprego em veículos

Modelo de um foguete VS-40 disposto horizontalmente em uma carreta de exposição.
O VS-40 combina os motores S-40 e S-44 para transportar uma carga útil em voo suborbital.

O VS-40 foi concebido no início da década de 1990 como um meio de ensaiar em voo o motor S-44, previsto para o quarto estágio do VLS-1. O S-40 fornece a propulsão inicial desse veículo, cujo segundo estágio é o S-44. Os dois primeiros VS-40 voaram em Alcântara em 1993 e 1998.

Esquema do VS-40M com o motor S40 na parte inferior e o S44 no estágio superior.
O primeiro estágio acelera o conjunto antes da separação e do funcionamento do motor superior. O desenho indica a posição do S-40 no VS-40M.

No VLS-1, o S-40 foi instalado no terceiro estágio dos protótipos lançados em 1997 e 1999. Os voos terminaram antes de completar a sequência prevista dos estágios. O terceiro protótipo foi destruído no acidente ocorrido na plataforma de lançamento em 2003.

Em 22 de junho de 2012, motores S-40 e S-44 impulsionaram o experimento alemão SHEFEX II a partir de Andøya, na Noruega. A adaptação do veículo empregou empenas e sistemas de separação e de orientação ajustados à trajetória do experimento de reentrada.

Na tentativa de lançamento da Operação São Lourenço, em 13 de novembro de 2015, o S-40 explodiu no lançador em Alcântara. Nesse ensaio do veículo destinado à plataforma SARA, o estágio S-44 estava carregado com material inerte.

Ver também

Referências

  1. 1 2 3 4 5 «VS-40». Agência Espacial Brasileira. 6 de março de 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026
  2. 1 2 3 Thino Eggers; equipe SHEFEX II (2012). «The SHEFEX II experimental re-entry vehicle: presentation of flight test results» (PDF) (em inglês). 28th International Congress of the Aeronautical Sciences. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 29 de janeiro de 2025
  3. 1 2 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 83–89. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  4. ↑ 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. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  5. 1 2 3 4 5 «Sonda IV». Agência Espacial Brasileira. 6 de março de 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada em 12 de setembro de 2025
  6. 1 2 3 4 «VLS-1». Agência Espacial Brasileira. 6 de março de 2020. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada em 21 de abril de 2026
  7. 1 2 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 23–25. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  8. 1 2 3 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 93–94. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  9. 1 2 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. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  10. ↑ Yuri Vasconcelos (agosto de 2014). «Gravidade zero». Pesquisa FAPESP (222). Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada em 16 de junho de 2026
  11. 1 2 Palmerio, Ariovaldo Felix (2017). Introdução à tecnologia de foguetes (PDF) 2 ed. São José dos Campos: SindCT. pp. 91–93. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 9 de dezembro de 2025
  12. ↑ Clovis Martins de Souza (2021). «Investigação de acidentes em lançamentos espaciais no Brasil: uma proposta de metodologia nacional» (PDF). Universidade da Força Aérea. Dissertação de mestrado em Ciências Aeroespaciais, p. 83. Consultado em 24 de outubro de 2026. Cópia arquivada (PDF) em 13 de dezembro de 2024

Leitura adicional

Ligações externas

O Commons possui uma categoria com imagens e outros ficheiros sobre S-40