A Airbus realizou uma modificação especial em um A340-300 com 26 anos de idade, que também é o primeiro avião deste modelo fabricado (MSN001). Para testar sua nova tecnologia de asa, desenvolvida desde 2008, a Airbus literalmente alterou uma grande porção da antiga asa enflechada que equipa o A340.
Essa nova parte é feita totalmente em material composto, sem rebites, o que permite diminuir ainda mais o arrasto aerodinâmico, essa tecnologia de materiais já é utilizada em aviões como o Boeing 787 e o Airbus A350. O ângulo de enflechamento foi alterado, é 20 graus menor em comparação com a própria asa do A340, o motivo não foi totalmente esclarecido pela Airbus.
Camada Limite
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.
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.
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.
Aposentadoria
A parte ruim de toda essa história é que a Airbus não pretende que esse A340 volte a sua forma original depois dos testes, nem que ele realize nenhum voo, talvez esses serão os últimos voos do primeiro A340 construído no mundo.
