A NASA escolheu o projeto da Lockheed Martin para construir e testar um protótipo de aeronave supersônica, que promete diminuir os efeitos do boom supersônico, possibilitando voos acima de Mach 1 mesmo nos continentes.

Esse avião já havia sido designado anteriormente para desenvolvimento pela Lockheed Martin, em colaboração com a NASA, faz parte do projeto X-Planes, gerenciado pela agência espacial norte-americana e que promete revolucionar a industria aeroespacial dos Estados Unidos.

Com possibilidade de fazer voos com velocidade supersônica em toda a rota, o uso do avião será otimizado e melhorado, também com ajuda da melhor eficiência no consumo de combustível. A Lockheed chama a sua nova tecnologia aerodinâmica de Quiet Supersonic Technology (QueSST)

A aeronave-protótipo será construída nas instalações da Lockheed Martin Skunk Works, em Palmdale, na Califórnia, e realizará seu primeiro voo em 2021.

O projeto do protótipo conta com propulsão de somente um motor, ideal para um avião de performance modesta e capacidade para dois passageiros, uma curta asa em delta e canards.

A empresa espera introduzir uma aeronave supersônica futuramente, quando os testes aprovarem a nova tecnologia aerodinâmica, e as melhorias gerais do projeto. 

O protótipo terá ao todo 10% do peso estimado para uma aeronave de 100 passageiros, no mesmo porte do Concorde, aposentado em 2003, de acordo com a NASA ainda seria possível manter a eficiência acústica, que neste caso é independente do peso.

O protótipo do QueSST é projetado para voar em Mach 1.4, com uma altitude média de 55000 pés, na estratosfera.

 

Testes em túnel de vento e melhorias do QueSST

Em março de 2017 a NASA iniciou a preparação para os testes no Centro de Pesquisa Glenn, utilizando um modelo reduzido do QueSST fabricado pela Lockheed Martin, com 9% do tamanho original, o túnel de vento utilizado para testar tem cerca de 30,48 metros de comprimento e capacidade de atingir velocidade equivalente à Mach 1,6.

QueSST em escala no túnel de vento.

Todos esses testes ocorreram no Centro de Pesquisa Glenn, nos EUA. Outros testes de alta velocidade estão sendo realizados em outro túnel de vento com capacidade de escoamento supersônico, que fica no Centro de Pesquisa Langley da NASA, na Virgínia (EUA).

A força de arrasto que deve ser superada é grande. Devido à interação do fluxo com a superfície da aeronave, o arrasto parasita na fuselagem e asas contribui com cerca de metade do arrasto total em velocidades supersônicas. Esta série particular de voos irá explorar formas de reduzir o arrasto parasita e aumentar a eficiência através de novos e inovadores métodos de alcançar o fluxo laminar.

O fluxo laminar só pode ser obtido se a camada limite da asa for alterada. A camada limite é uma fina camada de ar que existe entre a superfície da asa e o fluxo de ar acima dela. Essa camada cria um fluxo laminar na parte frontal da asa, o fluxo laminar é quando o ar passa pelas asas de forma perfeita, sem ser desviado e segue o formato da mesma. No entanto é difícil conseguir um fluxo laminar em toda asa porquê de acordo com o avanço do ar na mesma, o ar passa a se tornar turbulento por pequenos distúrbios.

Quando o ar turbulento passa pela asa ele gera maior atrito, e portanto cria uma força de resistência no sentido oposto ao do deslocamento da aeronave. A pesquisa da NASA tentar reproduzir uma aerodinâmica excelente com ajuda da tecnologia moderna, ensaios em túnel de vento dedicado para velocidades supersônicas e análise em CFD (Computational Fluid Dynamics) ajudam na criação da aeronave supersônica perfeita, na época do Concorde não havia toda essa tecnologia.

O Boom supersônico do QueSST terá cerca de 60 decibéis a menos no solo, em comparação com o Concorde, para efeito de comparação, essa medição de som é equivalente a uma conversa normal entre duas pessoas.

 

 

Colaboração com a Aerion

Em 2017 a Lockheed Martin fechou uma parceria com a empresa Aerion para o desenvolvimento do jato supersônico de passageiros AS2, que vai atender ao negócio de aviões executivos.

O primeiro passo dessa parceria será um estudo de viabilidade, antes de começar o desenvolvimento com um protótipo, a Lockheed precisa saber se realmente há demanda no mercado corporativo para um jato que voe ainda mais rápido, e assim economize tempo dos passageiros.

Se o estudo de mercado for positivo, a Lockheed passará para uma avaliação de potenciais locais de montagem final, com a fábrica da empresa em Marietta, na Geórgia, como candidata, diz Orlando Carvalho, vice-presidente executivo da unidade de aeronavegabilidade da Lockheed.

Isso é um destaque pois a fabricante Lockheed Martin está voltando ao mercado de aviação civil inteiramente, mesmo através de parcerias, algo que não acontecia pelo menos há alguns anos.

Enquanto isso o projeto do Aerion mudou, ele segue em base aquele mesmo conceito apresentado inclusive em uma postagem sobre o estudo da asa aqui na Aeroflap, que deriva de testes da NASA. Mas o novo AS2 apresenta motores nas asas e uma cauda em T, se rendendo ao formato tradicional dos jatos, talvez um requisito da GE para abrigar melhor os motores. 

Notamos que os vincos (ou partes pontudas), estão mais suaves, e o nariz indica uma formação de “fuselagem-asa” direcionando o fluxo de ar para a parte superior e inferior do avião.

A GE vai adaptar partes de um motor turbofan já usado na aviação comercial, como forma de aumentar a confiabilidade dos componentes e evitar maiores problemas de desenvolvimento. A seção de alta pressão, do motor existente, será acoplada a uma nova parte de baixa pressão otimizada para velocidade supersônica. Um desafio será gerenciar as altas temperaturas de entrada do motor supersônico em altitudes elevadas, de acordo com a GE.

O Aerion AS2 é um projeto de uma aeronave executiva de velocidade supersônica, de acordo com sua fabricante a sua velocidade de cruzeiro será de Mach 1.4, mais ou menos perto de 1730km/h, enquanto sua autonomia seria capaz de realizar tranquilamente um voo de Nova – York para Berlin, em números a aeronave será capaz de voar 9800km. Em casos excepcionais o AS2 poderá voar a Mach 1.5, aproximadamente 1850 km/h.

A FlexJet já foi a primeira cliente, ao encomendar 20 aeronaves AS2 por um valor de 2,4 bilhões de dólares. O primeiro Aerion AS2 será entregue em 2025 (previsto).