Avião supersônico da Nasa passa em testes; viagem SP-NY pode durar 4 horas

O X-59, avião supersônico da Nasa (agência espacial norte-americana), passou nos testes de desenvolvimento e já está na fase final do processo de montagem. Em 2021, deve acontecer seu primeiro voo experimental e, nos anos seguintes, pode chegar às companhias aéreas do mundo todo.

Mas o que faz esse avião ser comercialmente viável? Ele vai quebrar a barreira do som, mas sem fazer o enorme barulho de seus antecessores - o mais emblemático é o Concorde. Silencioso, ele poderá voar a altitudes relativamente baixas, iniciando uma nova era da aviação comercial.

E o que quer dizer supersônico? É tudo que se move a uma velocidade superior à do som (343 metros por segundo ou 761 milhas por hora ou 1225 km/h ao nível do mar). Essas velocidades são chamadas "Mach" - Mach 1 é a do som, Mach 2 é duas vezes a do som, Mach 3 é o triplo, e assim sucessivamente.

Avião supersônico é, então, aquele que voa mais rápido que Mach 1. O X-59 vai ser capaz de superar Mach 2: em voos comerciais, deve usar uma velocidade de cruzeiro até Mach 1,4 (cerca de 1.730 km/h). Isso é mais rápido do que a velocidade de rotação da Terra (1675 km/h ou 465 m/s).

O principal benefício é reduzir a menos da metade os tempos de viagem. Saindo de São Paulo, chegaríamos a Nova York em pouco mais de quatro horas (hoje, com aviões a 575 mph, ou 0,7 Mach, esse trajeto pode chegar a 10 horas), ou ao Rio de Janeiro em 20 minutos.

Os aviões supersônicos

Os aviões supersônicos foram desenvolvidos na segunda metade do século 20 e usados principalmente para pesquisa e objetivos militares - os caças são o exemplo mais comum. Apenas dois, o Concorde (parceria entra a França e o Reino Unido) e o Tupolev Tu-144 (da então União Soviética), foram projetados para uso civil como aviões de passageiros.

Foram fabricados 20 Concordes, sendo os seis primeiros para testes. Os outros 14 foram operados apenas pelas companhias British Airways e Air France, por mais de 27 anos. O primeiro voo comercial pousou justamente aqui no Brasil, no dia 21 de janeiro de 1976, ligando Paris ao Rio de Janeiro, em menos se seis horas, com escala em Dakar.

Voar no Concorde era uma experiência única e para poucos: em 2000, uma passagem entre Nova York e Paris (ida e volta) custava cerca de US$ 9.000 (25% mais caro do que uma passagem em primeira classe em voos regulares). O avião era considerado extremamente seguro e quase não havia turbulências (devido à grande altitude de voo).

Em dezembro de 1985, a Air France fez uma demonstração incrível. Um Concorde e um Boeing 747 decolaram ao mesmo tempo - o primeiro de Boston e outro de Paris. O Concorde chegou em Paris, ficou uma hora no solo e retornou a Boston, pousando 11 minutos antes de o Boeing chegar. Ele voou a cerca 2.215 km/h, ou Mach 2,04.

Alguns detalhes, porém, impediram que ele fosse amplamente utilizado em escala global: o elevado custo operacional (gastava muito combustível e transportava apenas 100 passageiros), a crise do petróleo da década de 70 (os preços quadruplicaram) e restrições de voo.

O Concorde queimava cerca de 20 toneladas de querosene por hora - contra 11,5 de um Boeing capaz de carregar mais de 400 passageiros - e emitia um enorme ruído ao ultrapassar a barreira do som, além de gerar muita poluição. Por isso, nunca chegou às companhias aéreas de alguns países como os Estados Unidos, que proibiram estrondos sônicos sobre suas terras.

Em 2000, houve uma tragédia. Um Concorde da Air France pegou fogo e caiu logo após decolar de Paris rumo a Nova York. O acidente foi causado por uma peça de outro avião, que estava largada na pista e acabou perfurando um dos tanques do supersônico. Isso, porém, evidenciou uma falha de projeto, que paralisou por mais de um ano as operações.

Novos pneus foram desenvolvidos e uma manta especial de kevlar foi instalada nos tanques de combustível. Assim, o Concorde voltou a voar comercialmente. Porém, o sonho supersônico logo acabou: seu último voo aconteceu em 26 de novembro de 2003.

Evoluções do X-59

O nome completo da aeronave da vez é X-59 QueSST (Quiet SuperSonic Technology, que quer dizer tecnologia supersônica silenciosa) - o que diz muito sobre o projeto. Seu diferencial em relação ao Concorde é gerar o mínimo possível de poluição sonora e atmosférica.

O objetivo é que o X-59 voe a 17 mil metros de altitude, produzindo um "boom" sônico de apenas 66 decibéis. Da Terra, a essa distância, seria como ouvir, no máximo, uma porta de carro fechando. Seu antecessor anglo-francês emitia estrondos de cerca de 110 decibéis ao fazer a transição para a velocidade sônica. Esse barulho poderia até quebrar janelas, estremecer casas e danificar estruturas, além de perturbar os seres humanos e animais.

A Nasa desenvolveu diversas tecnologias para reduzir esses ruídos. Um dos principais diferenciais é o formato do X-59: um nariz longo, estreito e pontudo, asas esticadas para trás e "mini asas" direcionadas à frente (chamadas canards). Isso reduz o arrasto do ar e espalha as ondas sônicas de uma maneira mais suave, para elas não convergirem abruptamente - é isso que causa o estrondo por qualquer objeto viajando mais rápido do que o som.

Mas o que é o tal estrondo sônico? Ele não tem nada ver com o barulho do motor, mas sim com o ar. Quando a velocidade do som é superada, o ar à frente do objeto é deslocado tão abruptamente que colide com o próprio ar: são as chamadas ondas de choque. Elas se formam em todos os pontos de contato com o avião - ele está literalmente rasgando os céus. Tudo isso é acumulado e somado atrás do supersônico, culminando em um alto barulho. Mas, como ele se move tão rapidamente, os passageiros não escutam nada.

Do solo, porém, é como uma garrafa gigante de champanhe sendo aberta ou um tiro de fuzil. Para um observador parado, parece um evento único, mas na verdade está continuamente acontecendo, enquanto o avião voar acima da velocidade do som.

Além de modernos experimentos em túneis de vento e modelagens computacionais de dinâmica de fluidos (CFD), a Nasa utilizou uma tecnologia bem antiga para visualizar as ondas de choque em aeronaves supersônicas. A Fotografia de Schlieren, desenvolvida em 1864, é a principal ferramenta para o silêncio do X-59, mostrando como as ondas se formam, se somam e viajam.

Outro desafio é a eficiência energética e o cuidado ambiental. Um avião supersônico pode queimar até sete vezes mais combustível que um normal. E, como voa mais alto, prejudicaria ainda mais a camada de ozônio. Segundo a Nasa, o consumo e as emissões do X-59 estão sendo testados e aprimorados para sejam ao menos equivalentes aos das aeronaves comerciais.

O X-59 será equipado com um único motor, altamente confiável como o dos caças, posicionado na parte de cima, para que esse barulho também seja desviado do solo. Esse primeiro protótipo terá capacidade para 40 pessoas, com 29,5 metros de comprimento e 9 metros de largura, um pouco maior que uma quadra de basquete - não é possível, devido à aerodinâmica, um supersônico de grandes dimensões.

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