Mecânica

Avião supersônico do futuro será biplano

Avião biplano poderá ser o jato supersônico do futuro
O grupo do Dr. Shigeru Obayashi, da Universidade de Tohoku, trabalha há vários anos tentando melhorar o projeto do alemão Adolf Busemann, que criou o conceito de um avião supersônico biplano nos anos 1930. [Imagem: Obayashi laboratory/Tohoku University]

Sucessor do Concorde

Engenheiros acreditam ter encontrado a solução para um avião supersônico que não sofra dos mesmos problemas do Concorde.

O Concorde voava de Nova Iorque a Paris em três horas e meia - mas a capacidade de passageiros era pequena, as passagens eram caras, o avião consumia muito combustível e só podia superar a barreira do som quando voava sobre os oceanos, por causa do estrondoso boom sônico.

Buscando inspiração em um projeto alemão dos anos 1950, uma equipe japonesa e outra norte-americana acreditam que tudo pode ser solucionado colocando mais um conjunto de asas, ou um segundo plano de sustentação, criando um avião supersônico biplano.

Jato supersônico biplano

O grupo do Dr. Shigeru Obayashi, da Universidade de Tohoku, trabalha há vários anos tentando melhorar o projeto do alemão Adolf Busemann, que criou o conceito de um avião supersônico biplano nos anos 1930.

Avião biplano poderá ser o jato supersônico do futuro
A grande vantagem do jato biplano é a eliminação do incômodo boom sônico. [Imagem: Obayashi laboratory/Tohoku University]

A grande vantagem do biplano é a eliminação do incômodo boom sônico, o estrondo que resulta de ondas de choques criadas pelos aviões quando eles superam a barreira do som.

Segundo os cálculos, duas asas, uma posicionada acima da outra, cancelam as ondas de choque produzidas pelas asas individuais, eliminando definitivamente o estrondo.

O problema é que o projeto de Busemann sofria de um mal irremediável: a falta de sustentação. Ele voaria bem em velocidades supersônicas, mas a transição para Mach 1 geraria um arrasto tal que a aeronave não se manteria no ar.

A solução do grupo japonês é usar partes móveis nas asas para lidar com as diferentes características de voo durante as velocidades sub e super-sônicas.

O projeto foi elaborado com o auxílio dos chamados algoritmos genéticos, programas inspirados na teoria da evolução que "aprendem" com os erros anteriores, gerando novas gerações de soluções que mesclam características das gerações anteriores que tiveram maior sucesso.

Eles batizaram seu avião de Misora, a palavra japonesa para céu, e também sigla para MItigated SOnic-boom Research Airplane.

Avião biplano poderá ser o jato supersônico do futuro
O projeto do MIT não apresenta diferenças visíveis em relação ao projeto Misora, mas elimina a necessidade de partes móveis ativas nas asas. [Imagem: Christine Daniloff/MIT/Obayashi laboratory/Tohoku University]

Asas passivas

A equipe do MIT optou por uma técnica mais tipo força bruta.

Qiqi Wang e seus colegas fizeram simulações por computador testando 700 configurações de asas, cada uma delas voando nas diversas velocidades que se espera de um avião supersônico.

Além de confirmar os cálculos da equipe japonesa - o biplano supersônico parece que realmente elimina o boom sônico - o grupo conseguiu eliminar a necessidade de materiais ativos, conseguindo manter a estabilidade do avião em todas as velocidades usando asas inteiramente fixas.

Os resultados mostraram que, com uma superfície interna de cada asa mais lisa, cria-se um canal largo através do qual o ar pode fluir.

Os pesquisadores também descobriram que saliências na borda superior da asa de cima, e na borda inferior da asa de baixo, reduzem à metade o arrasto de jatos supersônicos como o Concorde.

O próximo passo da pesquisa é construir um modelo tridimensional para realizar testes em túneis de vento.





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