Avião Supersônico United Airlines BOOM
Foto: United/Divulgação

Nesta última quinta-feira (03) o mercado de aviação foi surpreendido com um acordo entre a United Airlines e a BOOM Supersonic. Este é para a encomenda de até 50 aviões supersônicos do modelo Overture, um projeto da fabricante para um avião supersônico de passageiros.

A surpresa foi o grande compromisso, logo a partir de uma companhia norte-americana, em um momento com dois destaques na aviação: A recente paralização do projeto de avião supersônico da Aerion; e Regras cada vez mais rígidas para o setor sobre a emissão de CO2.

Mesmo assim a United decidiu seguir com a encomenda, e para colaborar, a BOOM continua tocando seu projeto do Overture, que já conta com um protótipo em menor escala para testar algumas tecnologias.

No entanto, a própria empresa que está desenvolvendo o avião sabe da dificuldade de criar novas tecnologias, e a entrega da primeira aeronave pode ocorrer somente em 2029, no prazo mais otimista disponível atualmente.

Até mesmo a confirmação da encomenda depende dos requisitos exigidos pela United Airlines. Além da companhia norte-americana, o Virgin Group e a JAL tem investimentos e parceria para encomendar aviões da BOOM.

 

Quais são as novas tecnologias?

Os principais problemas para criar um substituto do Concorde é obter um avião supersônico com baixo custo de operação, que deve ser realizada também sem limites operacionais. Por este motivo um novo desenvolvimento tecnológico precisa ser realizado.

Ciente deste ponto, a BOOM está há 5 anos trabalhando em colaboração com a NASA e outras fabricantes de aeronaves para obter o avião supersônico ideal. O resultado foi a fabricação de um protótipo em pequena escala, para validar as criações em laboratório.

 

Motor

Um dos pontos principais para o desenvolvimento de uma aeronave supersônica é o motor. Este influencia diretamente na viabilidade do avião operar voos, bem como no desempenho.

Neste ponto alguns aviões podem não depender de um pós-combustor, como no caso do conceito lançado pela Aerion, o AS2, que infelizmente foi paralisado. No entanto, o AS2 não prevê voar a Mach 1.9, somente a Mach 1.4, mais “lento”.

Uma das promessas para tornar o voo supersônico ‘mais barato’ é o conceito de motor com ciclo adaptativo, que está em desenvolvimento pela GE neste momento. Este motor, ao contrário dos comuns ‘turbofan’, prevê três estágios de funcionamento com pós-combustor integrado.

Os três estágios proporcionam uma maior potência em períodos específicos de funcionamento, ou a máxima economia possível de combustível em outros períodos de voo. A USAF quer utilizar este motor para aumentar o alcance do caça monomotor F-35.

A promessa é obter um consumo de combustível até 25% mesmo no comparativo com os motores atuais, muito mais modernos em comparação com os motores da época do Concorde.

A BOOM não considera utilizar por agora o motor de ciclo adaptativo, e aposta em tecnologias atuais, porém sem novos conceitos. No entanto, a United exigiu no contrato que o motor seja capaz de queimar 100% de combustível sustentável, e atualmente poucos motores são capazes de realizar uma operação neste regime.

Você pode conferir mais sobre os motores de ciclo adaptativo Clicando Aqui.

 

Materiais e controles

Atualmente as fabricantes já ganharam Know-How com a produção de estruturas em materiais compostos, bem como em impressoras de 3D. Com isso, a BOOM ganha a opção de utilizar materiais mais resistentes, e com uma menor dilatação por temperatura, como a fibra de carbono.

Uma outra vantagem da utilização da fibra de carbono é a redução direta do peso do projeto, bem como a possibilidade de utilizar outros formatos no design da da fuselagem, saindo do padrão cilíndrico. Desta forma, a dominância das ligas de alumínio não estará presente nesta aeronave.

Seções de fuselagem do Airbus A220.

Na aviação comercial temos claramente este avanço ao comparar o Airbus A319neo com o Airbus A220-300, o último utiliza material composto ao longo de toda a fuselagem, e com a mesma capacidade de passageiros e praticamente o mesmo alcance, tem um peso vazio de 37,08 toneladas, contra 42,6 toneladas do A319neo.

O protótipo XB-1, apresentado em 2020, foi construído considerando essas novas tecnologias. O avião maior, Overture, também seguirá por este caminho.

Na parte de controles, o novo avião já conta com um sistema Full Fly-By-Wire, ao contrário do Concorde que tinha disponível o avô do sistema Fly-By-Wire, ainda nos primórdios do desenvolvimento.

 

Boom sônico

O principal ponto para o avanço do voo supersônico passa pela diminuição do ruído sonoro causado pelo chamado “boom sônico”, uma choque de pressão no momento de passagem do regime subsônico (abaixo de Mach 1) para o supersônico (acima de Mach 1).

Este choque de pressão pode ser tão forte que as vidraças de prédios e casas são quebradas, na passagem do avião. Por este motivo é proibido um avião civil superar Mach 1 durante um voo acima do continente.

Um dos desenhos de conceito da NASA para o programa QSST (Quiet Supersonic Transport).

Há alguns anos a NASA trabalha para estudar uma forma de diminuir o choque de pressão, e consequentemente o ruído, causado pela transição entre os diferentes regimes de voo. No período atual as fabricantes já conhecem maneiras de reduzir o ruído, contudo, alguns testes ainda precisam ser realizados com aviões na vida real.

A BOOM, assim como a Aerion, não descreve que os seu projeto será capaz de superar a velocidade de Mach 1 com os novos desenvolvimentos aerodinâmicos da NASA. Contudo, a BOOM já citou anteriormente que existe tecnologia para evitar altos ruídos no Estrondo Sônico.

Este é um ponto crucial na viabilidade do projeto, devido ao fato de permitir rotas importantes acima dos continentes, como de Nova York a Los Angeles, ou de Paris a Moscou e Pequim, com aviões supersônicos.

O objetivo geral é conseguir reduzir o ruído no solo de 105 PLdB, como registrado pelo Concorde, para 75 PLdB, com as novas tecnologias. A preocupação geral de todos os desenvolvedores é saber qual será o limite de barulho em solo, com isso já é possível ter uma meta geral para os projetos, de modo que haja mais consistência entre as Agências Regulamentadoras e as empresas.

O desenvolvimento desse tipo de tecnologia, que conta até com a colaboração de supercomputadores, aumenta a expectativa de encomendas, a viabilidade comercial e de projeto da aeronave.

 

Com os aviões supersônicos, quais são as prováveis rotas?

Um questionamento claro do nosso público é quais as rotas a United Airlines planeja operar com este tipo de avião. Alguns são possíveis de imaginar, como uma rota entre Nova York e Londres em apenas três horas, duas cidades com uma boa demanda corporativa e vários voos “normais”, subsônicos, operando todos os dias.

Com uma configuração de 55 assentos em Primeira Classe, logicamente, os destinos precisarão ter uma demanda para voos de alto custo, assim como na época do Concorde. O Overture tem quase o mesmo tamanho do Concorde, e pode receber uma configuração premium para algo entre 65 e 88 passageiros.

Analisando as rotas mais “premium” da United, podemos ver que o Overture, se for capaz de realizar voos supersônicos acima dos continentes, é capaz de cumprir inicialmente voos entre cinco cidades diferentes, sendo duas dentro dos Estados Unidos.

Com alcance de 7860 km, o Overture será capaz de cumprir voos a partir de Washington (Dulles) ou Nova York (Newark) até Londres (Heathrow), Paris (CDG) e Frankfurt. Outros destinos Europeus também podem ser beneficiados posteriormente, como Madri (Espanha), Milão (Itália), Zurique (Suíça) e Copenhague (Dinamarca).

Um pouco de alcance a mais e o Overture pode realizar voos sem escalas entre Seattle, na costa leste dos Estados Unidos, e Tóquio, no Japão.

United Boom Overture
Foto: BOOM Supersonic

No lado dos Estados Unidos, o Overture é capaz de realizar voos entre Nova York e Los Angeles, bem como entre Houston (Texas), principal hub da United e Los Angeles.

Posteriormente a companhia pode expandir esses voos para algo entre Houston e Nova York, ligando dois hubs da empresa e possibilitando uma ligação 100% supersônica, porém com conexão/escala, entre Houston e Nova York.

No entanto, o acordo inicial da United prevê que a companhia aérea faça uma encomenda firme de 15 aviões Overture, se a BOOM cumprir os requisitos de projeto. Esta pode ser expandida para até 50 aeronaves, através das opções de compra.

A quantidade de 15 aviões é suficiente para atender 5 ou 6 destinos diariamente, no entanto, mais destinos podem ser explorados com 50 aviões na frota.