O projeto X-Planes da NASA não é novo, já falamos de mil tecnologias usadas pela Lockheed Martin para criar o novo avião supersônico com investimentos da NASA.

Mas o projeto que antes estava previsto para se arrastar por anos, com os testes sendo realizados lentamente pela NASA e outras empresas, agora ganhou um corpo maior da própria agência, que decretou o estado final de desenvolvimento do Quiet Supersonic Transport (QueSST), com finalidade de realizar o primeiro voo da aeronave já em 2021.

Em março deste ano 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.

O principal motivo da NASA estudar essas características é eliminar o Boom supersônico, que ocorre quando a aeronave passa de um regime subsônico/transônico para um supersônico. Esse boom pode danificar edificações próximas ao avião e limita os voos supersônicos apenas para os oceanos, ou seja, um avião supersônico comercial não poderia fazer voos em velocidade acima de Mach 1 entre as duas costas dos Estados Unidos pelas regras atuais.

Além disso o QueSST, que é construído em parceria com a Lockheed Martin, também irá receber todas as novas tecnologias de fly-by-wire, além de diversas atualizações tecnológicas que ampliam a eficiência da aeronave, em comparação com os primeiros jatos supersônicos comerciais.

O projeto ainda conta com propulsão de somente um motor, uma curta asa em delta e canards. O principal objetivo da NASA é reduzir o nível de ruído para o próximo de aeronaves atuais, como o Boeing 787. A NASA também planeja usar as novas tecnologias para melhorar a eficiência de combustível através da diminuição das forças de arrasto.

“Gerenciar um projeto como este é tudo sobre passar de um marco da aviação para o próximo”, disse David Richwine, gerente no Projeto de Tecnologia Supersônica Comercial da NASA. “Estamos agora um passo mais perto de construir um X-Plane real”, completou Richwine.

Versão para 100 passageiros projetada pela NASA.

 

Além da Lockheed Martin a NASA espera colaborar com outras empresas, que também tenham projetos nesta área. O próximo concurso de projetos será realizado a partir de agosto pela NASA, só é preciso enviar um conjunto mais completo o possível de especificações, porque a Lockheed já avisou, ela espera ficar em primeiro lugar para desenvolver o próximo ponto em tecnologia para voos supersônicos.

A empresa que vencer também será a responsável por revisar o projeto, para uma aplicação de construção real, além de construir a primeira aeronave de demonstração até 2021, iniciando os voos de testes em seguida. A pesquisa acústica começaria em 2021 no sul da Califórnia e se prolongará por vários anos. 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.

Para o projeto do QueSST finalizar só falta mesmo a NASA fazer os testes em baixa velocidade de voo, usando um túnel de vento, e também testes estáticos de desempenho da aeronave.

A NASA planeja iniciar a construção do X-Plane supersônico em 2019, com o primeiro voo já em 2020. 

 

Como a NASA está reduzindo o arrasto em alta velocidade

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 projeto

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

A aeronave foi toda projetada e testada pela NASA para reduzir o famoso Boom supersônico, e assim permitir o uso de velocidades supersônicas acima dos continentes. Por exemplo, o Concorde era proibido de fazer um voo de Los Angeles para Nova York com velocidade acima de Mach 1, por causa do boom supersônico e do rastro deixado pela aeronave em forma de pressão.

Os testes foram realizados pela NASA simulando condições reais, como dito acima. O Boom supersônico do QueSST terá cerca de 60 decibéis a menos em comparação com o Concorde, para efeito de comparação, essa medição de som é equivalente a uma conversa normal entre duas pessoas.