O motor scramjet é o sistema de propulsão dominante para veículos hipersônicos atuais. Durante voos longos em altas velocidades de Mach, as demandas de proteção térmica do motor e de suprimento elétrico são significativas. Para um determinado modelo de motor scramjet, foi projetado um sistema integrado de resfriamento e geração de energia com base no ciclo Brayton de CO₂ supercrítico; foi construído um modelo para caracterização da fonte térmica na parede do motor e investigou-se o efeito dos principais parâmetros de projeto, como pressão de absorção, temperatura de entrada da turbina, pressão de liberação de calor e grau de regeneração, sobre o desempenho termodinâmico do sistema, bem como as relações de acoplamento entre esses parâmetros; utilizando método de otimização multidimensional, obteve-se o melhor projeto e desempenho ideal para o sistema integrado de resfriamento e geração, comparando-se com o ciclo simples tradicional como referência para avaliar as vantagens termodinâmicas da solução proposta. Os resultados indicam que a eficiência máxima de geração de energia elétrica do sistema integrado pode alcançar 15,9%, fornecendo 206,2 kW de energia contínua, demonstrando bom potencial de aplicação; quanto menor a diferença de temperatura no ponto de contato do processo de absorção térmica na parede do motor, mais evidentes são as vantagens do desempenho termodinâmico desta solução em relação ao esquema de referência, podendo o aumento relativo máximo na eficiência de geração elétrica atingir 9,3%.

motor scramjet; proteção térmica; CO_2 supercrítico; ciclo Brayton; geração termoelétrica