Mecânica

Aviões com asas metamórficas se parecerão mais com pássaros

Aviões com asas que mudam de forma se parecerão mais com pássaros
Os aviões não chegarão a bater asas, mas as asas totalmente fixas parecem estar com seus dias contados. [Imagem: SMS]

Asas metamórficas

Os aviões do futuro terão certamente asas morfológicas, ou metamórficas, asas que mudam de formato para cada situação de voo.

Modificar a forma das asas para atingir o máximo desempenho aerodinâmico deverá ajudar a reduzir os custos de combustível e reduzir as emissões dos aviões. Essa capacidade de adaptação ajudará ainda a reduzir o ruído e a vibração, aumentando o conforto e a segurança dos passageiros.

E essa tecnologia inteligente também terá aplicações em setores muito diferentes da aviação: Sistemas sensoriais eletroativos incorporados podem ser instalados, por exemplo, em turbinas eólicas, hélices de navios e até em carros.

Sensores de fibra óptica

O projeto SMS, financiado pela União Europeia, está começando um teste tecnológico de asa morfológica instalando sensores baseados em uma nova geração de fibras ópticas que fazem medições de pressão em tempo real durante o voo, coletando os dados necessários para que as asas se adaptem às condições sempre variáveis no céu.

O veículo de testes é nada menos do que um Airbus A320, que irá coletar dados em voo. Esses dados servirão para fundamentar o projeto de novas asas com extremidades móveis. O primeiro protótipo deverá ser capaz de atingir pelo menos 1% de redução no consumo de combustível e cerca de 0,5% nas emissões de CO2, segundo as simulações.

"Uma coisa que torna o projeto SMS único é o grau em que o sistema sensorial em desenvolvimento está ligado à ativação em tempo real.

"É assim que as aves de rapina operam em voo. Seus sistemas sensoriais internos capturam flutuações de pressão, que são instantaneamente analisadas e usadas através de seu sistema de penas, ailerons e asas em múltiplas escalas, para otimizar o desempenho aerodinâmico em tempo real. Isso permite que essas aves mergulhem rapidamente sobre a presa de forma silenciosa e eficiente, aumentando a sustentação e diminuindo o arrasto. Adaptar a forma e o comportamento vibratório das asas de um avião em tempo real tem o mesmo efeito," explicou Marianna Braza, do Instituto Nacional Politécnico de Toulouse, na França.

Aviões com asas que mudam de forma se parecerão mais com pássaros
Protótipo de asa morfológica, sobreposta com as simulações de arrasto aerodinâmico. [Imagem: SMS]

Asas com músculos artificiais

Os sensores de fibra óptica inéditos lançados pelo projeto fazem parte de um sistema conhecido como "morfologia eletroativa híbrida" - ligeiras variações de pressão captadas pelos sensores são transmitidas para um flap deformável na asa, projetado para controlar o nível de sustentação para cada situação, como decolagem, cruzeiro e pouso.

As mudanças na forma do flap são feitas por ligas com memória de forma - também conhecidas como músculos artificiais - que estão incorporadas na estrutura. Essas ligas lembram sua forma original e, quando deformadas, podem retornar à sua forma inicial - recentemente, a agência espacial alemã (DLR) demonstrou um dos protótipos de flap biônico que deverão ser testados pela equipe, inspirado em uma planta carnívora.

"Esse comportamento imita o desempenho das penas dos pássaros em voo", prosseguiu Braza. "É claro que os pássaros nunca voam em velocidade de cruzeiro, então o projeto SMS é apenas parcialmente bioinspirado."

A NASA também já está testando sua asa que muda de formato.





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