Foram estudadas MPEAs com diferentes composições químicas, das famílias Al-Ti-V-Zr-Nb e Al-Ti-V-Cr-Nb, visando desenvolver uma liga com propriedades interessantes para aplicação aeroespacial. As ligas foram produzidas em um forno a arco laboratorial, sob atmosfera de argônio. As primeiras ligas caracterizadas foram da composição equimolar de ambas famílias, mas não apresentaram microestrutura com solução sólida monofásica depois do tratamento térmico de homogeneização (1200°C/24h). Após ajustes na composição química duas ligas foram consideradas promissoras na caracterização microestrutural, após homogeneização, BZr7 e BCr8. Para avaliar a estabilidade microestrutural ambas foram expostas a alta temperatura por longo período de tempo (700ºC/168h), e ambas apresentaram pequena fração de segunda fase após esta exposição térmica. A dureza da BZr7 e da BCr8, após exposição térmica, foi de 3,46 e 4,91 GPa, respectivamente. Ambas foram laminadas a 1000 °C, encapsuladas em tubo de aço inoxidável austenítico para evitar oxidação, mas apenas a BZr7 apresentou conformabilidade, sendo a BCr8 não utilizada nos testes subsequentes. A BZr7 exposta termicamente apresentou, na temperatura ambiente, tensão limite de escoamento, em compressão, de 1250 MPa. A tensão limite de escoamento se manteve alta em temperaturas elevadas, sendo 1080, 720 e 690 MPa nas temperaturas de 600, 700 e 800 °C, respectivamente. A massa específica é de 6,34 g/cm3, que originou tensões de escoamento específicas de 197,2 kPa.m3/kg na temperatura ambiente, e 170,3, 113,6 e 108,8 kPa.m3/kg nas temperaturas de 600, 700 e 800 °C, respectivamente, resultados bem melhores que das três ligas convencionais usadas como referência neste trabalho, Ti6Al4V, Tiβ21s e Inconel 625. Além de boa resistência em compressão a liga apresentou boa ductilidade na temperatura ambiente (ε = 38%). Apenas a MPEA refratária AlNbTiVZr0,5, publicada por Stepanov et al. (2015d) e Yurchenko et al. (2017), apresentou combinação simultânea de alta resistência e boa ductilidade acima da liga BZr7 na temperatura ambiente. Apesar dos bons resultados de propriedades mecânicas, a liga apresentou baixa resistência à oxidação, tornando necessário revestimento para aplicações a elevadas temperaturas. / MPEAs with different chemical compositions, based in Al-Ti-V-Zr-Nb and Al-Ti-V-Cr-Nb families, were explored, aiming to develop an alloy with interesting properties for aerospace application. The alloys were produced in a laboratory arc furnace, with argon atmosphere. The equimolar composition of both families were the first characterized alloys, but did not exhibit single-phase solid solution microstructure after homogenization heat treatment (1200 °C/24h). After adjustments in the chemical composition two alloys were considered promising in the microstructural characterization after homogenization, BZr7 and BCr8. To evaluate the microstructural stability both alloys were exposed to high temperature for long period of time (700ºC/168h), and both presented small fraction of second phase after this exposure heat treatment. The microhardness of BZr7 and BCr8 alloys, after thermal exposure, was 3.46 and 4.91 GPa, respectively. Both were rolled at 1000 ° C, after encapsulation in austenitic stainless steel tube to avoid oxidation, but only BZr7 showed formability, than BCr8 was not considered for subsequent tests. The BZr7 alloy, after thermal exposure, exhibited 1250 MPa of yield stress at ambient temperature. The yield stress remained high at elevated temperatures, being 1080, 720 and 690 MPa at temperatures of 600, 700 and 800 ° C, respectively. BZr7 density is 6.34 g/cm3, resulting in a specific yield stress of 197.2 kPa.m3/kg, at room temperature, and 170.3, 113.6 and 108.8 kPa.m3/kg at temperatures 600, 700 and 800 °C, respectively, better results than the three conventional alloys tested in this work, Ti6Al4V, Tiβ21s and Inconel 625. In addition to good compressive yield stress, the alloy showed good ductility at room temperature (ε = 38%). Only the refractory MPEA AlNbTiVZr0.5, published by Stepanov et al. (2015d) and Yurchenko et al. (2017), showed a simultaneous combination of high yield stress and good ductility, above the BZr7 alloy, at room temperature. Despite the good results of mechanical properties, the BZr7 alloy showed low oxidation resistance, so coating is required for high temperature applications.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 412461.pdf: 56446 bytes, checksum: 72832e22b11b45c4b91358c6fc2d485f (MD5) Previous issue date: 2008-12-08 / O Suporte B?sico de Vida (BLS) tornou-se requisito fundamental no treinamento dos astronautas devido ? grande redu??o do condicionamento f?sico destes, causados por per?odos prolongados em Microgravidade, idade mais avan?ada dos integrantes e o aumento das atividades extraveiculares por miss?o em rela??o ao in?cio dos v?os espaciais tripulados. Ao mesmo tempo, a aus?ncia ou a redu??o do peso corporal em Micro ou Hipogravidade, respectivamente, dificulta ou quase inviabiliza a realiza??o da Reanima??o Cardiopulmonar (RCP) extra-terrestre. Associado a isto, os exerc?cios realizados nas miss?es espaciais para ativar o sistema cardiovascular e tentar diminuir a perda osteomuscular concentram-se nos membros inferiores, por estes serem antigravitacionais em terra. O entendimento deste problema incentivou o presente estudo, que teve como finalidade desenvolver um equipamento para exerc?cio de for?a em membros superiores (MMSS) em ambientes de Hipo e Microgravidade, objetivando uma melhora e aumento da capacidade muscular dos MMSS, fundamental para a adequada realiza??o da Massagem Card?aca Externa (MCE) em miss?es espaciais tripuladas e em bases humanas extra-terrestres. Este equipamento atende ?s caracter?sticas de f?cil portabilidade, operacionalidade, seguran?a e higieniza??o, pass?vel de ser adaptado para qualquer indiv?duo. ? capaz ainda de proporcionar estresse aos MMSS com o m?ximo de desempenho, sendo o n?vel de intensidade das cargas ajust?vel a cada usu?rio, proporcionando ajustes precisos de controle, de posicionamento e de informa??es.

Amostras de cromito de cobre (CuCr2O4), de diferentes procedências e métodos de síntese, foram analisadas por meio de técnicas FT-IR de transmissão, reflexão (refletância difusa-DRIFT) e detecção fotoacústica (PAS). Basicamente, foi observado que por meio da aplicação do mesmo tipo de técnica FT-IR (transmissão - pastilha de KBr) para a caracterização de amostras de cromito de cobre de diferentes fornecedores, é possível indicar o método de síntese dos catalisadores. Com a utilização de técnicas FT-IR, pastilha de KBr, DRIFT e PAS para amostras de cromito de cobre do mesmo fornecedor, a contribuição das bandas dos materiais de partida pode ser melhor observada por meio das técnicas de análise de superfície (DRIFT e PAS), em função do grau de profundidade de amostragem. Análise quantitativa IR foi aplicada para determinar o teor de cobre e cromo de várias amostras de cromito de cobre. Foi observada uma boa relação linear entre os resultados IR e os obtidos por técnicas clássicas de eletrogravimetria e volumetria e por ativação neutrônica (NAA). Foi observada também uma correlação entre os dados de área superficial específica (Sw), obtidos por BET e teor de cobre obtido por IR. Maior precisão foi encontrada com os valores obtidos por IR para determinação de cobre e com valores obtidos por NAA para determinação de cromo. Utilizando-se os diferentes catalisadores de cromito de cobre, observou-se que a viscosidade de processamento, bem como as propriedades mecânicas de propelentes não foram afetadas substancialmente. Alguns tipos de catalisadores causaram um aumento na velocidade de queima do propelente em comparação com o catalisador usual, óxido de ferro. Os resultados mostraram que em adição aos valores de Sw, outros parâmetros como teores de Cu e Cr, estrutura cristalina e presença de impurezas podem afetar o desempenho do catalisador. Todas as amostras de cromito de cobre analisadas podem ser usadas como catalisador de queima em formulação de propelentes sólidos, com vantagens para as amostras SX14 (2), Cu 0202P e Cu 1800P que conduzem a maiores valores de velocidade de queima desses tipos de propelentes.

Motores-foguete a propelentes sólidos (MFPS) empregados na propulsão de artefatos bélicos, entre outros, são vulneráveis a estímulos externos, especialmente impactos balísticos por projéteis ou fragmentos se deslocando a altas velocidades. O impacto de um determinado projétil às altas velocidades, contra um motor-foguete carregado com propelente sólido, pode provocar reações do tipo detonação/deflagração comprometendo a segurança pessoal e material de missões operacionais das Forças Armadas Brasileiras. Baseado em procedimentos normatizados, foram realizados ensaios de impacto balístico com munição de calibre 12,7 x 99 mm (0.50) contra motores-foguete (MFPS) carregados com dois tipos de propelentes sólidos os quais integram o Sistema Bélico Ar-Terra (SBAT-70). Os resultados encontrados nestes ensaios de impacto balístico contra tubos motores-foguete de alumínio, carregados com propelente sólido do tipo base-dupla (BD) apresentaram, no total de testes conduzidos, 50% de reação do tipo deflagração e 50% de não reação. Quando carregado com propelente sólido do tipo compósito, nas mesmas condições de ensaio, 94% dos motores-foguete (MFPS) desenvolveram reação de deflagração e 6% de não reação. Esses resultados sugerem a troca do "case" metálico do tubo motor-foguete por um de material compósito principalmente nos tubos motores-foguete carregados com propelente sólido do tipo compósito, bem como recomenda o uso do propelente base dupla (BD) nos motores-foguetes de 70 mm, visando maior segurança operacional.

Em virtude do crescente interesse da utilização de materiais leves e resistentes para proteção balística em veículos, aeronaves e proteção pessoal, os materiais compósitos vêm sendo um material promissor. Com a utilização de materiais cerâmicos e poliméricos combinados para a fabricação dos painéis híbridos para proteção balística, consegue-se obter produtos leves e que atendam ao nível de proteção requerida de acordo com a configuração utilizada. Com o interesse em utilizar materiais que tragam melhores propriedades, o presente trabalho estuda características de uma cerâmica, alumina, e de compósitos poliméricos para fabricação de um núcleo de blindagem híbrida constituído por camada frontal de cerâmica e camada posterior polimérica. A alumina utilizada foi aditivada com nióbia, talco, magnésia e zirconita. Os materiais poliméricos estudados foram: compósitos laminados de fibras de aramida (Kevlar) e de fibras de polietileno de ultra alta massa molar (Dyneema), avaliando o efeito da combinação de suas diferentes configurações. Foi efetuado um estudo de condicionamento ambiental para verificar o comportamento higrotérmico e mecânico pós-condicionamento dos laminados e suas configurações. Verifica-se que é possível obter materiais mais resistentes que a aramida, por combiná-las com camadas de Dyneema. Após a avaliação das propriedades mecânicas e microestruturais da cerâmica, foi efetuada a colagem de pastilhas de alumina em cinco configurações de camadas poliméricas, sendo um painel composto por Kevlar, outro composto por Dyneema e os outros três painéis fabricados com configurações diferentes de Kevlar e Dyneema. Posteriormente, foi avaliado o desempenho balístico destes painéis com munição 7,62x51 mm e feita uma análise dos danos pós-impacto para analisar a formação de trincas na alumina por meio de análise radiográfica, e a deformação plástica da camada polimérica por medição tridimensional da região danificada. Além das propriedades mecânicas, microestruturais e balísticas, a avaliação de custo e peso dos painéis também é levada em consideração para a escolha final do painel de melhor custo benefício. A avaliação do desempenho geral das blindagens híbridas mostra que a configuração DKD apresenta um melhor desempenho das características avaliadas (densidade de área, custo do painel, eficiência balística e caráter de absorção de umidade). Na configuração DKD é possível reunir as propriedades do Kevlar: boa resistência à temperatura, menor deformação plástica e baixo custo, com as propriedades do Dyneema: melhor resistência ao impacto, menor massa específica e resistência à umidade, sendo desta maneira a melhor configuração de camada polimérica definida neste trabalho para a blindagem híbrida estudada.

A condução de calor em sólidos acompanhada de processo abaltivo é de grande interesse para vários problemas de engenharia, principalmente no campo aeroespacial. A solução deste tipo de problema, que envolve transferência de calor com mudança de fase, apresenta dificuldades relevantes devido ao movimento da fronteira, não conhecido a priori. A Técnica da Transformada Integral Generalizada foi adotada, neste trabalho, por ser uma ferramenta poderosa de método analítico, com isto facilitando consideravelmente o cálculo e proporcionando um equacionamento, cuja solução pode ser obtida através de método computacional convencional. Com a utilização da técnica adotada, a solução do problema cuja a fase ablativa, apresenta uma condição de contorno não linear, recai em sistemas de equações diferenciais ordinárias acopladas, os quais são resolvidos através de métodos numéricos. Os resultados obtidos são a profundidade ablativa do material fundido, a velocidade de ablação e o campo de temperatura. Estes resultados foram comparados com os valores obtidos na literatura para a placa. A transferência de calor, por ablação em placa finita submetida ao fluxo de calor transiente no contorno, é analiticamente estudada pela aplicação da técnica da transformada integral generalizada. O resultado deste estudo é comparado com os valores encontrados por Chung e Hsiao [3].

O trabalho consiste em ajustar ("matching") dois perfis verticais de vento distintos, sendo um da torre anemométrica com 6 níveis (6,0; 10,0; 16,3; 28,5; 43,0 e 70,0m) obtidos por medidas diretas de anemômetros e outro da radiossondagem com determinação do vento feita pela técnica do GPS até 500m, em camadas verticais de 50m. O resultado foi a obtenção de um único perfil usando a metodologia de interpolação com "splines" cúbicas, detecção do desvio médio ("bias") entre os perfis e o ajuste ("matching") dos perfis, evitando bruscas variações do perfil médio. Foi realizado um estudo de caso real com a determinação de trajetória de foguetes lançados no Centro de Lançamento de Alcântara chegando a um resultado de que o ponto de impacto atinge o campo de dispersão com erros menores de 10% em relação ao seu raio usando os ajustes de perfil.

A gestão de projetos tem evoluído rapidamente, no Brasil e no mundo, passando por um processo de fortes mudanças do ponto de vista teórico/conceitual para fazer frente à crescente velocidade da geração de inovações e à globalização dos negócios. A nova forma de gerenciamento de projetos (GP) passa, necessariamente por uma visão sistêmica e multifuncional; com fortes interações organizacionais, investimentos significantes em capital intelectual, nos relacionamentos interpessoais e nos processos de formação/consolidação de redes cooperativas (nacionais e internacionais) de inovação. Nos centros de pesquisa e desenvolvimento, públicos ou privados, esta característica é acentuada pelo ambiente de trabalho inovador, dinâmico e complexo, encontrados no setor espacial mundial. A caracterização de um ambiente propício à realização de trabalhos conjuntos entre as instituições de P&D é reconhecida através de oportunidades geradas nos relacionamentos interorganizacionais, com foco no realinhamento das atividades institucionais e direcionadas aos objetivos estratégicos destas organizações. No caso do IAE, a parceria tecnológica internacional realizada entre o CTA/IAE (Comando Geral de Tecnologia Aeroespacial / Instituto de Aeronáutica e Espaço) e o DLR/MORABA (Centro Aeroespacial Alemão - Base Móvel de Foguetes), pode servir para ilustrar a nova forma de desenvolvimento e de gerenciamento de projetos que está sendo adotada no IAE. Um gerenciamento de projetos eficiente e eficaz é reconhecido, mundialmente, como um fator essencial de integração do plano estratégico organizacional às operações das instituições de P&D. Este trabalho utiliza uma análise de gerenciamento de projeto aplicada a um estudo de caso no contexto do desenvolvimento das parcerias tecnológicas na realização do projeto de sistemas elétricos dos foguetes de sondagem e das plataformas espaciais com experimentos de microgravidade. Inicialmente, é examinado o contexto organizacional do projeto e das parcerias, logo depois é feito uma revisão de literatura acadêmica no esboço metodológico e conceitual que tem servido como base para GP no IAE. A partir desta revisão, é realizada uma análise crítica de GP do projeto dos sistemas elétricos, sobre o estudo de caso, tentando extrair lições úteis para a organização. Finalmente, são apresentadas as conclusões e as sugestões de trabalhos de futuros.

Os motores de foguetes baseados em ciclos combinados têm sido largamente discutidos e aplicados nos sistemas de propulsão de veículos lançadores reutilizáveis devido ao fato de apresentarem baixa relação empuxo x peso e elevado impulso específico, podendo assim ampliarem a carga útil transportada. Este trabalho tem por finalidade explanar a variedade de motores de foguetes baseados em ciclos combinados. E dentro desta perspectiva apresentar um estudo de um motor de ciclo combinado que é híbrido entre motor turbo-foguete e propulsão aspirada, denominado motor turbo-foguete aspirado - ATR como uma proposta de motor auxiliar reutilizável para veículos lançadores de satélites. A análise do motor turbo-foguete aspirado proposto será feita através do desenvolvimento de uma metodologia computacional baseada em linguagem de programação orientada a objeto (C++) e o código aberto Cantera (GOODWIN, 2002). Esta análise consiste na obtenção de dados termodinâmicos e parâmetros de seus componentes para a configuração do motor ATR proposto, de modo que venha facilitar o desenvolvimento do projeto do motor do tipo ATR. Ao término deste trabalho ter-se-á uma ferramenta de análise do motor ATR bem como demais motores que apresentem a propulsão aspirada em seu sistema de propulsão.

A caracterização aerodinâmica de foguetes de sondagem é requisito fundamental para o projeto e operação destes veículos. O conhecimento das forças atuantes determina o carregamento a que sua estrutura estará submetida e assim orientará o seu projeto estrutural. Da mesma forma, para se determinar a sua trajetória, faz-se necessário o conhecimento das características aerodinâmicas em todas as fases do vôo. Uma das maneiras de se obter as características aerodinâmicas de um foguete é por meio de simulações numéricas do escoamento sobre o foguete. Para isso, a região em torno do foguete é discretizada sob a forma de uma malha computacional que será então empregada para a solução numérica das equações de governo do escoamento. Os objetivos da presente dissertação consistem em gerar malhas computacionais sobre configurações de foguetes, e avaliar a sua adequação para a simulação do escoamento nos diferentes regimes de velocidade. Estas simulações serão feitas empregando-se o programa de cálculo NS3D da subdivisão de Aerodinâmica da ASE, que resolve numericamente as equações de Navier-Stokes 3D de escoamentos turbulentos. Estas simulações serão validadas pela comparação dos resultados dos cálculos com dados experimentais.