Airbus mostra avanços do seu novo conceito aerodinâmico para aviões

Airbus AlbatrossONE

O demonstrador AlbatrossONE, da Airbus, alcançou com sucesso um novo marco: uma demonstração completa com pontas de asas 75% mais longas do que as testadas na primeira fase.

Além disso, a Airbus descobriu que deixar as pontas soltas podem aliviar a carga das asas, tornando-as mais leves pela estrutura mais simplificada, e evita o estol nas pontas, melhorando o desempenho geral do voo.

A Airbus se inspirou na natureza para desenvolver o seu conceito de “dobradiça semi-aeroelástica”, para reduzir o arrasto e o peso total das asas, ao mesmo tempo em que combate os efeitos da turbulência e das rajadas de vento.

As várias etapas de testes mostraram diferentes configurações e “faces” deste conceito até o momento, com evoluções práticas sobre um voo mais eficiente. Veja os engenheiros trabalhando com diversos testes no vídeo abaixo.

Graças à sua incrível capacidade de viajar por longas distâncias com pouca energia e fadiga, a ave marinha albatroz tem muito a ensinar aos engenheiros aeronáuticos sobre como melhorar o desempenho da aeronave.

E a equipe de projeto do Airbus AlbatrossONE está demonstrando grande interesse por essa majestosa ave marinha, colocando em teste os princípios do movimento livre das pontas das asas – capaz de reagir e flexionar a rajadas de vento.

 

Veja 5 perguntas respondidas por Tom Wilson, líder do projeto de dobradiça semiaeroelástica e James Kirk, engenheiro-chefe do AlbatrossONE.


O projeto AlbatrossONE, da Airbus, é inspirado na ave marinha albatroz. Como essa ave marinha única inspirou os engenheiros da Airbus?

Tom: As pontas das asas do albatroz são, na verdade, um tanto análogas às pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas. O albatroz pode “travar” suas asas no ombro para viajar longas distâncias, mas quando confrontado com rajadas de vento, ele pode “destravar” seu ombro para navegar melhor nas velocidades do vento. As pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas se comportam exatamente da mesma maneira. 

James: Além disso, como uma pura coincidência, a longa extensão das pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas poderia ter uma proporção (ou seja, a extensão da asa para sua largura ou “corda”) de cerca de 18 (contra 9 ou 10 para as aeronaves de hoje). Esta é exatamente a mesma proporção dos maiores albatrozes. A envergadura e a proporção da asa ao corpo do avião são importantes para reduzir o arrasto aerodinâmico. 

Os engenheiros utilizaram até uma van para testar um protótipo do conceito durante uma simulação de decolagem.

 

O que torna as “pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas” tão inovadoras?

James: As pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas permitem que uma aeronave “surfe” através de rajadas de vento sem transferir as cargas de flexão (isto é, carga externa que produz tensões de flexão dentro de um corpo) para a asa principal. 

Isso significa que precisamos de menos material, como polímeros reforçados com fibra de carbono, para tornar a asa forte o suficiente para suportar as rajadas, reduzindo assim o peso da aeronave.

Além disso, o comprimento da ponta da asa pode ser estendido sem adicionar peso à asa porque as cargas extras da ponta da asa mais longa não são passadas para a asa principal. 

 

Como isso afeta o desempenho da aeronave? 

Tom: As pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas são notáveis ​​porque permitiriam uma mudança radical no desempenho da aeronave: um grande aumento na envergadura da asa, com impacto mínimo no peso da asa, reduziria o arrasto, levando a reduções significativas no consumo de combustível e nas emissões de CO2

O arrasto induzido por sustentação é responsável por cerca de 40% do arrasto de uma grande aeronave. Mas este número diminui à medida que a envergadura aumenta. A envergadura das pontas das asas com dobradiças semi-aeroelásticas poderia potencialmente ser aumentada além de 50 metros, em comparação com os 35 metros de um A320, sem aumentar o peso da asa.

 

P. A equipe do AlbatrossONE completou uma segunda campanha de teste de voo em julho de 2020. Qual era o objetivo e o que você alcançou?

James: Ao longo de 2019, concluímos uma série de testes inovadores baseados no solo, que confirmaram aspectos como propriedades de massa, comportamento de estol da asa e liberação da ponta da asa e mecanismos de recuperação. Todos esses testes foram muito bem-sucedidos. Após uma primeira campanha de teste de voo, conduzimos uma segunda para realizar com sucesso uma demonstração “porta-a-porta”. Isso envolve mover as pontas das asas da posição vertical para a horizontal antes do voo e de volta depois do voo. Também permitimos que as pontas das asas “batessem” um pouco antes da decolagem para melhorar o controle aerodinâmico do avião. As pontas foram então travadas para um voo de cruzeiro eficiente.

Tom: A demonstração “porta a porta” também nos permitiu provar que as pontas das asas que batem livremente podem aliviar as cargas das asas, ao mesmo tempo que aumentam a taxa de rolagem em comparação com pontas de asas fixas e evitam o bloqueio das pontas durante o pouso. Durante um voo separado, também demonstramos como pousar com segurança uma aeronave usando as pontas das asas que batem livremente, sem atingir o solo fora de controle.

 

P. O conceito de ponta de asa articulada semi-aeroelástica será aplicado a aeronaves futuras da Airbus? E se sim, quando?

Tom: Agora que a prova de conceito foi obtida em pequena escala, vamos aumentar nossos esforços para amadurecer a tecnologia em uma escala maior.

James: Ainda há muito trabalho de engenharia necessário antes de podermos provar que é um produto viável. Mas a equipe do projeto está motivada para atingir esse objetivo e inspirar outros engenheiros a pensar ambiciosamente sobre as aeronaves do futuro.

 

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