Nas últimas semanas um Airbus A350-900 foi flagrado com uma curiosa peça em seu estabilizador vertical, era um componente experimental da fabricante, para testar o comportamento do fluxo laminar em outras áreas da aeronave, através do projeto BLADE.

Provavelmente a Airbus está testando uma superfície totalmente linear, em material composto, em outras áreas da aeronave, para verificar se há diminuição do arrasto.

A Airbus já lançou muitos pacotes de atualização para o A350, apesar de ser uma aeronave nova, mas não há certeza se essa cauda é a próxima grande atualização.

A fabricante vai iniciar nas próximas semanas os testes com o projeto BLADE no A350-900.

 

Um novo conceito de aerodinâmica

O objetivo desse programa apelidado de BLADE é obter uma asa com fluxo laminar natural, as asas dos aviões naturalmente têm a camada limite, que é uma parte com espessura mínima composta por ar turbulento colado na asa, acima dessa camada passa o fluxo laminar.

Notavelmente esse ar turbulento muda o comportamento do perfil aerodinâmico, por isso os engenheiros há 20 anos conhecem a possibilidade de criar uma asa com fluxo totalmente laminar de forma natural. É importante ressaltar que essa nova descoberta funciona e gera sustentação, por muito tempo acreditou-se que essa era gerada pela presença da camada limite.

A tecnologia até agora não foi aplicada porque não foi possível produzir em uma escala industrial asas que são, em primeiro lugar, suaves o suficiente para alcançar um fluxo de ar laminar e, em segundo lugar, aerodinamicamente robustas o suficiente para sustentar o desejado efeito nas operações aéreas diárias, com vários pousos e decolagens.

Um detalhe importante é que a asa precisa estar literalmente descontaminada para obter um fluxo totalmente laminar, pequenas sujeiras já alteram todo o comportamento em uma parte.

Veja abaixo uma comparação da asa antiga com a nova:

Para analisar se essas informações de projeto são verdadeiras a Airbus equipou esse A340 com um laboratório de voo, vários sensores e câmeras foram instaladas. Na asa os engenheiros observarão a deformação da superfície através de 8 câmeras de alta resolução, mais três câmaras de infravermelho no estabilizador vertical foram instaladas para controlar os perfis de temperatura sobre as asas, isso se explica, pois, o fluxo laminar de ar tem uma temperatura mais baixa do que o fluxo turbulento, devido ao esfriamento da superfície, e nas aeronaves o fluxo totalmente laminar é uma vantagem.

Outras 15 câmeras de alta resolução foram instaladas para monitorar a aeronave e todos os seus sistemas externos. 

Em uma fase posterior a equipe vai “alterar a asa” para avaliar a robustez do fluxo laminar. Não há intenção de danificar a asa. Mas os testes incluirão a aplicação de adesivos para simular lacunas e deformações da superfície. A Airbus também vai instalar um sistema de alto-falantes para avaliar potenciais efeitos do ruído do motor no fluxo laminar.

Serão 150 horas de voo com esse A340 para testar a nova tecnologia, que foi desenvolvida por 21 empresas da Europa, incluindo a Saab e a britânica GKN Aerospace. Os testes se estenderão deste setembro até o final de 2018. O orçamento total do projeto é de 180 milhões de euros.

Foto – Airbus

A Saab foi responsável por fazer a asa esquerda, a empresa sueca também usou fibra de carbono reforçada com plástico (CFRP) como material da asa na parte superior, enquanto isso a GKN usou uma estrutura com bordo de ataque inteiramente em metal que se conecta com uma parte superior em material composto. No projeto da Saab a parte de dentro da asa é de metal.

A fabricante sueca não explicou se optou por usar um arranjo em honeycomb na parte do bordo de ataque, pelas fotos podemos perceber que é uma peça inteiriça, as abas laterais servem para a junção da asa normal do A340 com a nova asa, além de servir para abrigar as câmeras e sensores.

Podemos inferir também que uma estrutura de plástico reforçada com fibra de carbono é mais leve do que a antiga estrutura em metal, diminuindo bastante o peso da aeronave, já que uma asa (considerando as duas partes) tem grande impacto no peso total do avião.

 

Aplicações para o futuro

No total a nova asa poderá ser até 5% mais econômica em consumo de combustível em comparação com as atuais tecnologias. O projeto da Airbus é equipar uma aeronave narrow-body no futuro com um projeto eficiente e que esteja na frente de outras concorrentes, a fabricante só não explicou se vai focar na linha A320 ou repassará essa tecnologia para a ATR, mas garantiu no Berlin Air Show que a tecnologia estará disponível no final de 2020 como um novo produto narrowbody.

Os testes de fluxo laminar são claramente destinados para a tecnologia de amadurecimento em um novo projeto de avião narrow-body de próxima geração. Enquanto a asa do A340 tem um ângulo de enflechamento de aproximadamente 30°, capaz de voar eficientemente com uma velocidade de cruzeiro de Mach 0.82/0.84. A asa laminar tem um enflechamento de cerca de 20°, a Airbus disse que esse ângulo é otimizado para voar em Mach 0.75.

“O fluxo laminar natural em um ângulo de enflechamento de 30 ° é impossível devido à instabilidade do fluxo”, disse o líder do projeto de vôo da Airbus, Thierry Fol. “Você tem que tomar uma decisão: velocidade ou eficiência”.

A solução para maiores velocidades está em um sistema híbrido, que é composto por vários furinhos na asa que sugam o ar para o interior da mesma, esse trabalho é feito por uma bomba ligada ao motor. Sugando o ar que está na superfície da asa não há chances do aparecimento da camada limite, e a velocidade pode ser aumentada mantendo o fluxo laminar natural de ar.

Vendo o mercado do A320 isso não é preciso, já que comumente a aeronave faz voos com velocidade de Mach 0.78, a redução para 0.75 não afeta a percepção dos passageiros. Mas para aeronaves que realizam voos de longa distância, a redução de Mach 0.85 para 0.75 é perceptível ao longo de várias horas de voo.

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