Plano de manutenção da tocha de plasma do “túnel de plasma".

Abstract

Os veículos espaciais necessitam de um revestimento térmico eficiente para que no processo de reentrada atmosférica sejam protegidos dos efeitos ablativos produzidos pelo atrito que estes sofrem quando em contato com a atmosfera de um determinado planeta, como exemplo a Terra. Tratando-se de um dispositivo que não pode sofrer danos em sua estrutura física, pois um pequeno erro na vedação térmica destes veículos pode colocar em risco toda a tripulação e equipamentos no seu interior, torna-se imprescindível a realização de testes de aquecimento térmico e simulações visando a obtenção das propriedades ablativas, térmicas e microestruturais dos materiais utilizados nos sistemas de proteção térmica. Estes testes são comumente realizados em Túneis de Plasmas, que de maneira simplificada simula o ambiente de reentrada, proporcionando resultados que possam auxiliar na tomada de decisões de projetos dessa grandeza. Basicamente, o túnel de plasma é um sistema composto por uma câmara de processos ou câmara de vácuo, um sistema de vácuo, sistema de refrigeração, sistema elétrico e um gerador de plasma (tocha de plasma). A função da tocha de plasma é fundamentalmente converter energia elétrica em energia térmica gerando jatos de plasmas com entalpias da ordem de grandeza de plasmas produzidos no corredor de reentrada atmosférica. Neste escopo, este trabalho visa a realização de um planejamento de manutenção da tocha de plasma de jato supersônico desenvolvida no ITA, de maneira que seja possível, por meio de implementação de planilhas de manutenção e agenda de utilização, facilitar o mapeamento e controle de desgastes de seus componentes.

Spacecraft need an efficient thermal barrier coating that provides protection against ablation effects caused by friction, when being in contact with the Earth's atmosphere, during the space flight phase of reentry. These devices must be free from damages in their structure, because a small failure in the heat sealing may cause hazards to its equipment and the crew. For this reason, thermal heating tests and simulations are required to obtain the ablative, thermal and microstructural properties of the materials used in the thermal protection systems. Such tests are commonly executed in Plasma Tunnels that have the capacity to represent real space flight atmospherical conditions of reentry and to provide valuable information of study. The system of plasma tunnel is made up of a processing chamber or a vacuum chamber, a vacuum system, a refrigeration system, an electrical system and a plasma generator (plasma torch). Essentially, the function of the torch is to convert electric energy into thermal energy, creating plasma jets with enthalpies of magnitude similar to the plasma produced in the atmospheric reentry corridor. Considering this scope, the purpose of this study is to create a maintenance plan of the supersonic jet plasma torch designed in ITA, by the implementation of a management system based on agenda and spreadsheets, in order to map out and control the abrasion of its components.