20151214

Avião supersônico do futuro será biplano

Um grupo de engenheiros do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Stanford University, EUA, desenvolveu um novo modelo conceptual de aeronave dotada com dois pares sobrepostos de asas – ou biplano – que tem alegadamente potencial para diminuir o ruído e o consumo de combustível ao viajar a velocidades supersônicas.

Os 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.


Os investigadores Qiqi Wang, Rui Hu, e Antony Jameson conseguiram demonstrar com a ajuda de uma simulação computadorizada que um biplano com as asas convergentes, consegue de fato produzir uma quantidade significativamente inferior de arrasto aerodinâmico, comparado com os aviões convencionais com um só par de asas, ao deslocar-se a velocidades superiores à do som. A redução do arrasto significa por sua vez que esta tipologia de aeronave requer não só menos combustível para voar, mas reduz igualmente o estrondo sônico causado pela sua ultrapassagem da barreira do som.

Este novo desenho de Wang, originalmente inspirado nos trabalhos do engenheiro alemão Adolf Busemann durante os anos 50, apresenta dois pares de asas sobrepostas de maneira a anularem as respectivas ondas de choque ocasionadas quando os aviões supersônicos de tipo convencional atingem a velocidade do som (Mach 1) e o ar começa a comprimir-se na parte da frente e de trás de sua estrutura. Este aumento súbito da pressão produz duas grandes ondas de choque que se propagam a partir de ambas as extremidades da aeronave e criando deste modo o estrondo sônico.

Busemann tinha já descoberto a forma de anular as ondas de choque, mas o seu desenho apresentava uma sustentação bastante reduzida: O aproximar das asas de cada um dos lados da aeronave criava um canal muito estreito pelo qual só consegue passar uma pequena quantidade de ar, produzindo um “engarrafamento” que resulta num enorme aumento do já referido arrasto. Ou seja, o avião podia em teoria funcionar muito bem em velocidades supersónicas, embora não conseguisse alcançá-las.

A equipa de Wang criou um modelo computorizado para simular o desempenho do avião de Busemann em diferentes velocidades, de tal modo que a uma determinada velocidade o modelo atuava a forma ótima reduzindo o arrasto. Foram obtidos resultados de dezenas de diferentes velocidades em associação com 700 configurações de asas. Isto permitiu concluir que o alisar da superfície interior das asas cria um canal mais largo pelo qual o ar podia passar, e que a colocação de saliências na borda da asa superior e da borda da asa inferior, reduzem o arrasto aerodinâmico em 50% relativamente a um avião supersônico como o Concorde. A equipe quer agora produzir um modelo em três dimensões de modo a ter em consideração outros fatores que afetam o voo.



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Post (173) - Dezembro de 2015