Formato “corpo e asa combinados” permitiria uma configuração diferente de assentos e poderia oferecer 50% menos queima de combustível

O projeto básico de avião comercial não mudou muito nos últimos 60 anos. Aeronaves modernas como o Boeing 787 e o Airbus A350 têm o mesmo formato geral do Boeing 707 e do Douglas DC-8. Aliás, eles foram construídos no final dos anos 1950 e solidificaram o fator de forma “tubo e asa” que ainda está em uso hoje.

Isso ocorre porque a aviação comercial prioriza a segurança. Desse modo, favorece soluções testadas e comprovadas, e porque outros desenvolvimentos em materiais e motores. Nesse sentido, significam que o design tradicional ainda é relevante.

No entanto, como a indústria procura desesperadamente por maneiras de reduzir as emissões de carbono, ela enfrenta um desafio um pouco mais difícil do que outros setores, precisamente porque suas principais tecnologias provaram ser tão difíceis de abandonar. Pode ser a hora de tentar algo novo.

Uma proposta do projeto do avião é o “corpo e asa combinados”. Esta forma de aeronave totalmente nova se parece com o design de “asa voadora” usado por aeronaves militares, como o icônico bombardeiro B-2. Mas a asa mista tem mais volume na seção intermediária. Tanto a Boeing quanto a Airbus estão tratando da ideia. Assim como um terceiro participante, a JetZero, com sede na Califórnia. Que estabeleceu uma meta ambiciosa de colocar em serviço uma aeronave de asa combinada até 2030.

“Nós acreditamos fortemente em um caminho para zero emissão em grandes jatos, e a fuselagem de asa combinada pode oferecer 50% menos queima de combustível e emissões”, diz Tom O’Leary, cofundador e CEO da JetZero. “Esse é um salto impressionante em comparação com o que a indústria está acostumada”.

Sob pressão

O conceito de asa combinada está longe de ser novo, e as primeiras tentativas de construir aviões com esse design datam do final da década de 1920 na Alemanha. O designer de aeronaves e industrialista americano Jack Northrop criou um projeto de avião com asa voadora a jato em 1947, que inspirou o B-2 na década de 1990.

Como uma espécie de híbrido entre uma asa voadora e um tradicional “tubo e asa”. A asa mista permite que toda a aeronave gere sustentação, minimizando o arrasto.

A Nasa diz que esse formato “ajuda a aumentar a economia de combustível e cria áreas maiores de carga útil (carga ou passageiro) na parte central do corpo da aeronave”. A agência o testou por meio de um de seus aviões experimentais, o X-48.

Em 2020, a Airbus construiu um pequeno demonstrador de asa combinada, com cerca de um metro e oitenta de comprimento. Sinalizando interesse em buscar uma aeronave de tamanho real no futuro. Mas se a forma é tão eficaz, por que ainda não passamos a construir planos com base nela?

 ‘Tubo e asa’

De acordo com O’Leary, há um principal desafio técnico que impede os fabricantes. “É a pressurização de uma fuselagem não cilíndrica”. Diz ele, apontando para o fato de que um avião em forma de tubo é mais capaz de lidar com os constantes ciclos de expansão e contração que acompanham cada voo.

“Se você pensar em um ‘tubo e asa’, ele separa as cargas você tem a carga de pressurização no tubo e as cargas de flexão nas asas. Mas uma asa combinada essencialmente os mistura. Só agora podemos fazer isso com materiais compostos que são leves e fortes”.

Uma forma tão radicalmente nova faria com que o interior do avião parecesse totalmente diferente das aeronaves de hoje. “É apenas uma fuselagem muito, muito mais larga”, diz O’Leary.

“Seu avião típico de corredor único tem três por três assentos, mas este é um tipo de tubo mais curto e mais largo. Você recebe a mesma quantidade de pessoas, mas pode ter 15 ou 20 fileiras na cabine. Dependendo de como cada companhia aérea a configurará”.

“Isso apenas dá a eles uma paleta totalmente nova para definir. Acho que será incrível ver qual será a interpretação deles desse espaço muito mais amplo”.

Potencial revolucionário

O’Leary diz que o equivalente mais próximo em termos de tamanho seria o Boeing 767. Um avião bimotor de fuselagem larga lançado na década de 1980 que normalmente transportava cerca de 210 passageiros.

Ainda é produzido como avião de carga, mas foi substituído pelo Boeing 787 como avião de passageiros. Ele também possui uma variante militar moderna, o KC-46, que a Força Aérea dos EUA usa para reabastecimento aéreo.

Da mesma forma, a JetZero pretende desenvolver simultaneamente três variantes: um avião de passageiros, um de carga e um tanque de combustível. A forma de asa combinada se presta tão bem a este último que a Força Aérea dos EUA acaba de conceder à JetZero US$ 235 milhões para desenvolver um demonstrador em escala real e validar o desempenho do conceito de asa combinada.

O primeiro voo está previsto para 2027, o que significa que a versão militar do avião está programada para liderar o caminho e talvez apoiar o desenvolvimento dos modelos comerciais.

No entanto, construir um avião totalmente novo a partir do zero é uma tarefa enorme, e as metas da JetZero parecem ambiciosas, visto que o processo completo de certificação, mesmo para uma variante de uma aeronave existente, pode levar anos.

Projeto do Avião

Uma vantagem que o JetZero tem nessa área é que o avião inicialmente pegará emprestados os motores das aeronaves de fuselagem estreita de hoje, como o Boeing 737 embora o plano seja eventualmente mudar para propulsão completamente livre de emissões movida a hidrogênio, o que exigiria novos motores que ainda não foram desenvolvidos.

A JetZero ainda não tem nenhum pedido para seu avião. Mas O’Leary diz que as companhias aéreas estão interessadas. “Já estamos conversando com todas as principais companhias aéreas do mundo, porque elas estão empolgadas em saber sobre os ganhos de eficiência”.

Resta saber se uma redução de 50% no uso de combustível é realmente possível. Tanto a Nasa quanto a Airbus foram mais modestos, citando 20% para seus projetos, enquanto a Força Aérea dos EUA diz que uma aeronave de asa combinada poderia “melhorar a eficiência aerodinâmica em pelo menos 30% em relação aos atuais aviões-tanque e aeronaves de mobilidade da Força Aérea”.

“É importante observar que, embora um corpo de asa mista possa reduzir o arrasto e aumentar a eficiência de combustível, os benefícios reais dependem do projeto, configuração e condições operacionais específicas”, diz Bailey Miles, analista de aviação da empresa de consultoria AviationValues.

“Extensos testes aerodinâmicos e otimização são essenciais para realizar plenamente o potencial de redução de arrasto deste projeto inovador de aeronave. Seria difícil determinar uma porcentagem específica de redução de combustível sem os testes necessários”, acrescenta.

Ideia “revolucionária” no projeto do avião

De acordo com Miles, o design de asa combinada é uma ideia “revolucionária” que tem potencial, mas vem com uma série de obstáculos, especificamente uma maior complexidade aerodinâmica que pode tornar o projeto e os testes complicados, uma série de desafios regulatórios e de certificação e uma forma que pode não ser adequada para a infraestrutura aeroportuária existente.

“A aeronave de corpo de asa combinada é uma promessa imensa como um divisor de águas na indústria da aviação, oferecendo o potencial para maior eficiência de combustível, maior capacidade de carga útil e sistemas de controle inovadores”, diz Miles.

“No entanto, abordar as complexidades aerodinâmicas, garantir a integridade estrutural, navegar pelos obstáculos regulatórios e adaptar a infraestrutura aeroportuária são desafios formidáveis que devem ser superados para que isso se torne realidade”, diz ele, acrescentando que esses desafios. Entre outros, tornam a meta da JetZero para entrada em serviço em 2030 “inconcebível”.

De acordo com Richard Aboulafia, analista de aviação da empresa de consultoria Aerodynamic Advisory, embora nem todas as alegações da JetZero possam ser verificadas, “a ideia de um corpo de asa combinada tem sido bastante atraente há anos e parece que eles fizeram algumas pesquisas muito interessantes. Meus colegas e eu consideramos bastante promissor”.

Ele está preocupado com o fato de a empresa ser principalmente “uma loja de design” no momento. Mas acredita que o projeto do avião pode decolar com a ajuda de empreiteiros. “Certamente há espaço para alguém que realmente queira agregar valor a esse setor”, diz ele.

Fontes: ulme, cnn, orla, aeroin