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Tecnologia

O futuro do avião, no presente

As próximas décadas podem levar à era dos aviões elétricos e até mesmo a fuselagens transparentes.

por André Mileski Atualizado em 17 ago 2020, 19h01 - Publicado em 28 jan 2020 13h01

Motores mais eficientes, com menos poluição e baixo consumo de combustível, são só o começo. As próximas décadas podem levar à era dos aviões elétricos e até mesmo a fuselagens transparentes.

Texto: André Mileski | Design: Andy Faria


Se você acha os aviões atuais maravilhas da tecnologia, é porque ainda não viu o que vem por aí. Os próximos anos prometem aeronaves ainda mais seguras (o que nunca é demais) e menos poluentes (o que é pré-requisito para a sobrevivência da civilização além do século 21). E não pense que estamos falando de coisas para daqui a meio século. Bem, em alguns casos, até estamos. Mas, em outros, a inovação está ali na esquina, já sendo incorporada aos novos projetos de aviões. A começar pelos novos motores, focados na eficiência.

Apesar de ser uma incrível maravilha tecnológica, o motor a jato de um avião é conceitualmente muito simples. Ele opera por ação e reação, a famosa lei de Newton. O ar entra e passa por um compressor até atingir o núcleo do motor, onde combustível é queimado com o oxigênio atmosférico e produz exaustão de gases por trás, propelindo a turbina. Ao ejetar esse produto da combustão em alta velocidade, o avião é acelerado para a frente.

Em essência, esse é o princípio dos jatos convencionais, que ganhou uma inovação importante quando os projetistas tiveram a ideia de incluir uma ventoinha à frente do motor, para fazer com que nem todo o ar entrasse no núcleo, e parte dele o contornasse. O ar que vazasse pelos lados também ajudaria na propulsão, além de tornar o motor mais silencioso. Ninguém reclamou. Muito pelo contrário. Esses motores, chamados turbofan, se tornaram rapidamente o novo padrão da indústria, emplacando de vez nos anos 1980.

Contudo, o conceito acabaria esbarrando numa limitação. Havia um limite para o aumento da ventoinha que desviava o ar. Se ela fosse grande demais, girada pela turbina, as pontas avançariam tão depressa que romperiam a barreira do som (sim, as pontas giram mais rápido). Nisso, os booms sônicos resultantes seriam um problemão, não só pelo ruído, mas pela ameaça à integridade do motor.

<strong>O Solar Impulse 2 é 1º avião a cruzar o mundo com energia solar.</strong>
O Solar Impulse 2 é 1º avião a cruzar o mundo com energia solar. Solar Impulse/Divulgação

Para resolver a questão, a fabricante americana de motores Pratt & Whitney passou as duas últimas décadas (regadas a US$ 10 bilhões) para desenvolver motores com marcha – uma engrenagem adicional permitiria girar a ventoinha numa velocidade diferente da turbina. Isso, por sua vez, viabilizaria aumentar ainda mais o motor, fazendo mais ar contorná-lo por fora, sem ter de lidar com velocidades superiores às do som na ventoinha. Esses motores com marcha, batizados de PurePower, oferecem redução no consumo de combustível de até 15% em comparação com modelos anteriores, além de serem mais silenciosos.

A Pratt & Whitney já tem encomendas da Airbus para equipar seus aviões A320neo com eles, e a Embraer já decidiu utilizá-los em sua próxima geração de jatos executivos, os E-Jets E2. Nessa “guerra” tecnológica dos motores, as concorrentes General Electric e Rolls-Royce apostam numa alternativa: alterar a aerodinâmica dos fans (parte frontal do motor) e usar materiais compostos e cerâmica em seus novos motores para obter reduções de consumo em torno de 15%.

AVIÕES SONHAM COM MOTORES ELÉTRICOS?

Ainda na área de propulsão, estão pintando alguns desenvolvimentos promissores envolvendo o uso de energia solar – algo que engenheiros aeronáuticos têm tentado implementar desde a década de 1970. Agora parece que vai.

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Um dos pioneiros é o projeto do Solar Impulse, aeronave experimental suíça para apenas um lugar e que teve seu primeiro voo em 2011. Suas asas contam com células fotovoltaicas que geram eletricidade durante o dia, para alimentação do motor a hélice e também para carregar baterias que proporcionam o voo durante a noite. É uma boa propaganda do conceito, mas dificilmente teremos um dia transporte de passageiros por energia solar. Entretanto, o mesmo não se aplica a aviões elétricos alimentados por baterias.

É um assunto investigado por ninguém menos que a gigante europeia Airbus. A companhia desenvolve inovações nesse segmento desde os anos 2000, e em 2015 apresentou o E-Fan 2.0, avião para dois ocupantes e autonomia de poucas horas em missões de treinamento. A diferença em relação a outros projetos é que o modelo é “plug-in”, ou seja, as baterias são carregadas no solo, antes das missões. O objetivo final da fabricante é desenvolver até 2050 uma aeronave elétrica para cem passageiros.

<strong>A gigante Airbus também aposta em aeronaves elétricas, conceito em estudo em seu protótipo E-Fan 2.0, que usa baterias de lítio para voar, com dois passageiros a bordo. </strong>
A gigante Airbus também aposta em aeronaves elétricas, conceito em estudo em seu protótipo E-Fan 2.0, que usa baterias de lítio para voar, com dois passageiros a bordo. EADS Airbus/Divulgação

Embora ainda distantes da aviação comercial, já existem modelos elétricos menores próximos de comercialização, fabricados nos EUA, na Europa e na China. O fabricante do americano Sun Flyer, para dois passageiros e destinado a treinamento primário de pilotos, promete uma hora de voo com custo de cerca de US$ 5, uma fração do custo por hora de modelos tradicionais. O avião deve entrar em produção no próximo ano.

De tempos em tempos, a Airbus divulga informações e dados sobre aviões conceituais com tecnologias – algumas delas – radicais. Em sua visão para os aviões de 2050, por exemplo, a fuselagem continuaria em formato de tubo, mas com curvas e formatos mais alongados, proporcionando mais espaço para diferentes configurações de cabines.

PARA DEPOIS DE AMANHÃ

O avião seria construído com uso de materiais que hoje soam como ficção científica, e o nível de inteligência artificial dos computadores de bordo permitiria o monitoramento da “saúde” da aeronave, antecipando a necessidade de reparos.

Em seu interior, a configuração dos ambientes e assentos seria móvel, e estruturas transparentes ofereceriam vistas panorâmicas do exterior da aeronave, lançando mão, por exemplo, do grafeno, material feito de átomos de carbono que é centenas de vezes mais resistente que o aço e chamado por alguns de o “material mágico deste século”. (E você que achava aquele avião transparente da Mulher Maravilha no desenho animado o maior absurdo do mundo?)

<strong>Avião conceitual da Airbus prevê partes transparentes da fuselagem para 2050, permitindo aos passageiros uma sensação de voo diferente de tudo que temos hoje.</strong>
Avião conceitual da Airbus prevê partes transparentes da fuselagem para 2050, permitindo aos passageiros uma sensação de voo diferente de tudo que temos hoje. Airbus/Divulgação

Essas ideias, no momento, estão todas no ar. Portanto, não se anime demais. Até a Airbus reconhece que o pacote completo de inovações propostas em seu avião conceitual de 2050 dificilmente se tornará realidade no futuro vislumbrável. Tais conceitos têm por objetivo estimular a imaginação dos engenheiros, apresentando desafios que ajudem a moldar a a aviação civil na segunda metade do século 21 e além.

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