Implementação de uma ferramenta computacional para verificação do ajuste do lançador em lançamentos de foguetes não-guiados

Abstract

Neste trabalho é implementada e validada uma ferramenta computacional de simulação de voo para lançamentos de foguetes não guiados denominada SSEAM (Simulator of Spherical Earth of Asynmetric Mass) que adota o modelo de Terra esferoidal e não-inercial. Esta ferramenta descreve a trajetória de um veículo aeroespacial desde a rampa de lançamento até o ponto de impacto do foguete na Terra, fornecendo os diversos parâmetros de voo, como posição e velocidade, e permitindo estudos da dinâmica de voo. Os resultados da simulação foram comparados com aqueles obtidos com o simulador ROSI para o mesmo foguete e nas mesmas condições iniciais de lançamento. Foram observadas algumas diferenças entre os resultados simulados no SSEAM e no ROSI, que foram devidas aos modelos propulsivos e atmosféricos empregados por ambos os simuladores. Durante lançamentos de foguetes não guiados é fundamental analisar os diversos requisitos de missão tais como os de segurança de voo e climatológicos, para que ocorra sucesso na trajetória de voo e o objetivo da missão seja atingindo. Nos últimos anos, o Centro de Lançamento de Alcântara tem realizado inúmeras operações com veículos suborbitais estabilizados aerodinamicamente sem controle ativo de trajetória. A utilização de uma ferramenta de simulação é primordial para reproduzir o ambiente e as condições de voo, que não podem ser reproduzidos em laboratório. Além da implementação e validação do simulador, também foi realizada a simulação da metodologia do software Guará em conjunto com o simulador SSEAM, para verificar se o ajuste do lançador, fornecido pelo Guará, foi calculado adequadamente, uma vez que as simplificações que o mesmo adota para calcular os ângulos de azimute e elevação compensados podem degradar a eficácia do ajuste. O simulador SSEAM foi utilizado em conjunto com o Guará, para simular o voo de dois foguetes não guiados. Foi identificado que, devido às simplificações que o software Guará adota, nem sempre os ajustes indicados são eficazes para aproximar o ponto de impacto ajustado do ponto de impacto nominal. Isto implica que os valores de azimute e elevação ajustados para compensar os efeitos das perturbações causadas pelo vento não são sempre eficazes. Os resultados alcançados neste trabalho sugerem como a utilização do simulador SSEAM pode vir em auxilio da Segurança de Voo durante uma campanha de lançamento