Projeto de jato supersônico da Boom Supersonic (Divulgação)

Os voos comerciais com jatos supersônicos deixaram de ser uma realidade há mais de 15 anos, com a  aposentadoria do Concorde, em outubro de 2003. Além do Concorde, apenas o avião russo Tupolev TU-144 chegou a fazer viagens com passageiros acima da velocidade do som. O TU-144, no entanto, ficou em operação por pouco mais de seis meses, entre 1977 e 1978.

Nos últimos anos, começaram a surgir novos projetos para tentar viabilizar o retorno dos voos supersônicos na aviação comercial. Ainda deve demorar para que os primeiros voos de teste sejam iniciados.

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O mercado sonha em criar um novo avião supersônico porque os atuais jatos que fazem voos de passageiros não conseguem voar mais rápido. Esses aviões devem demorar anos ainda, porque são caros.

Conheça quatro projetos:

Boom Supersonic

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Anunciou no início do ano um investimento de US$ 100 milhões. O avião deverá ter capacidade para até 55 passageiros e voar à velocidade mach 2.2 (2,2 vezes a velocidade do som, cerca de 2.400 km/h).

Segundo a empresa, uma viagem entre Sydney (Austrália) e Los Angeles (EUA), que atualmente dura cerca de 15 horas, seria reduzida para 6h45. O tempo da viagem entre Nova York (EUA) e Londres (Reino Unido) seria reduzido de sete horas para 3h15.

A fabricante afirma que o objetivo é criar um avião que seja viável para as companhias aéreas. “O preço das passagens será equivalente a um bilhete de classe executiva. Nosso objetivo é fazer voos de alta velocidade acessível para todos”, afirma a empresa.

O primeiro voo está programado para 2023. No entanto, a empresa está finalizando um protótipo reduzido, com um terço do tamanho original, que deverá testar os principais conceitos do novo avião. O primeiro voo desse protótipo deve acontecer até o final do ano.

Boeing

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Apresentou em junho do ano passado o seu avião conceito para viagens supersônicas. A intenção é voar cinco vezes mais rápido que a velocidade do som, ou cerca de 5.500 km/h.

Segundo a empresa, o novo avião poderia ser utilizado tanto pela aviação comercial como em missões militares. A Boeing não dá muitos detalhes sobre o projeto e diz apenas que os engenheiros de toda a empresa trabalham para desenvolver a tecnologia necessária para quando o mercado estiver pronto para os voos supersônicos.

O pesquisador sênior e cientista-chefe de hipersônicos da Boeing, Kevin Bowcutt, afirmou que avião supersônico de passageiros da Boeing só deve ser viável daqui a 20 ou 30 anos.

Spike S-512

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Com capacidade entre 12 e 18 passageiros, o jato executivo supersônico Spike S-512 quer reduzir o tempo das viagens de avião pela metade. O jato está sendo projetado para voar a velocidade Mach 1.6, cerca de 1.700 km/h, com uma autonomia de voo para mais de 11 mil quilômetros de distância. O jato poderia voar de São Paulo a Londres em 5h30.

A empresa afirma que um dos principais diferenciais em relação aos antigos aviões supersônicos, como o Concorde, é o baixo nível de ruído, mesmo ao quebrar a barreira do som. O avião também está sendo projetado para ter um interior luxuoso. As janelas seriam substituídas por enormes telas, que podem transmitir imagens externas, um filme ou qualquer outra apresentação.

Originalmente, a empresa tinha a intenção de fazer o primeiro voo do jato supersônico em 2021, com as entregas para 2023. O projeto, no entanto, está atrasado.

Aerion Supersonic

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O jato executivo AS2, da Aerion Supersonic, deve realizar seu primeiro voo de testes em 2023, para ser entregue aos primeiros clientes em 2025. O jato terá capacidade para 12 passageiros, com velocidade máxima de Mach 1.4, cerca de 1.500 km/h, e autonomia de 7.800 quilômetros de distância.

Quando estiver sobrevoando áreas terrestres, no entanto, o jato viajaria abaixo da velocidade do som por conta do estrondo gerado ao romper a barreira do som. Com isso, o avião é um misto entre supersônico e subsônico. Em uma viagem de Nova York a São Paulo, por exemplo, haveria uma economia de 2h09.

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As principais fabricantes de aviões renovaram recentemente suas linhas de aeronaves comerciais. Elas ganharam aprimoramentos aerodinâmicos e novos motores mais econômicos e eficientes. Apesar das mudanças, um fator permanece praticamente inalterado: a velocidade do voo de cruzeiro dos aviões.

Ela permanece praticamente a mesma desde que os primeiros jatos foram lançados. E por mais que a tecnologia avance nos próximos anos, dificilmente os aviões comerciais vão realizar voos mais velozes.

Isso acontece porque os jatos comerciais já voam muito próximos à velocidade do som. Os Airbus A350 e A380, por exemplo, têm velocidade de Mach 0.89, o equivalente a 89% da velocidade do som.

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Com a temperatura do ar a 20º C, a velocidade do som é de 1.234,8 km/h. Conforme os aviões sobem, a temperatura do ar diminui. Como a velocidade do som varia de acordo com a temperatura, ela também é menor em altas altitudes. A uma temperatura de -40º C, a velocidade do som diminui para cerca de 1.100 km/h. Nessa condição, os A350 e A380 têm velocidade máxima de 979 km/h.

Dificuldades acima da velocidade do som

Para aumentar a velocidade, eles precisariam quebrar a barreira do som. O problema é que, para isso acontecer, seria necessário rever praticamente todos os conceitos adotados atualmente nos aviões comerciais.

“Quando o avião quebra a barreira do som, existe uma onda de choque e, atrás dela, o ar muda completamente de comportamento e de característica, como pressão, temperatura e resistência. Um avião que funciona bem antes da onda choque (abaixo da velocidade do som) não funciona bem depois”, afirma Shailon Ian, engenheiro aeroespacial, ex-tenente da Força Aérea Brasileira e presidente da consultoria Vinci Aeronáutica.

Para que um avião possa voar acima da velocidade do som, são necessárias mudanças significativas nos motores, asas e fuselagem dos aviões. Em velocidades supersônicas, os motores atuais simplesmente deixariam de funcionar, as asas perderiam sustentação e a fuselagem causaria um grande arrasto aerodinâmico (resistência do ar ao avanço do avião).

Os aviões supersônicos usam motores do tipo turbojato, fuselagem mais fina e asas com as pontas bem para trás. São conceitos completamente diferentes dos aviões comerciais atuais.

Consumo de combustível é muito alto

O avião franco-britânico Concorde foi o único supersônico até hoje a ter uma vida de sucesso na aviação comercial. Atualmente, há alguns projetos em desenvolvimento para criar um novo avião supersônico para o transporte de passageiros.

No entanto, o grande desafio segue o mesmo desde a época do Concorde: o consumo excessivo de combustível. Para voar a velocidade supersônica, os motores precisam de muito combustível. Isso torna as operações ainda mais caras.

Para o engenheiro aeroespacial Shailon Ian, dificilmente surgirá um avião supersônico na próxima década. “Nenhum projeto ainda se mostrou viável”, afirmou.

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Conceito do novo caça hipersônico, que poderá atingir 6.120 km/h (Divulgação)

Por Vinícius Casagrande

A Boeing iniciou os estudos para o desenvolvimento de um novo caça hipersônico, capaz de voar a cinco vezes a velocidade do som, o equivalente a 6.120 km/h. O novo avião, no entanto, ainda deve demorar de 10 a 20 anos para se tornar viável, afirmou a Boeing em comunicado enviado ao blog Todos a Bordo. Caso realmente seja desenvolvido, o novo caça deverá ser o avião mais rápido já produzido na história da aviação.

Teoricamente conseguiria viajar entre São Paulo e Tóquio (Japão) em três horas. A fabricante norte-americana, no entanto, ainda não divulgou qual seria a autonomia de voo do avião em velocidade hipersônica nem se ele seria capaz de voar por três horas a essa velocidade.

O projeto do caça hipersônico foi apresentado no início do mês durante o fórum do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica, realizado em Orlando, nos Estados Unidos. “Recentemente, desenvolvemos o design conceitual de uma aeronave de demonstração hipersônica. Uma versão operacional do conceito de aeronave poderia ser usada para inteligência, vigilância, reconhecimento e missões de ataque”, afirma a empresa.

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A Boeing tem investido em novas tecnologias para desenvolver o caça hipersônico, especialmente em questões aerodinâmicas e no funcionamento dos motores para conseguir atingir velocidades cinco vezes maior que a do som. Na parte aerodinâmica, por exemplo, as principais mudança estão no desenho da fuselagem, das asas e da cauda do avião.

“Vemos a forma da fuselagem sendo projetada com ângulos de baixo impacto. As asas e as caudas terão bordas de ataque que avançarão em direção ao trecho traseiro do veículo em ângulos relativamente grandes. Ambas as características reduzem o arrasto aerodinâmico [resistência do ar]”, diz a empresa.

Motores inovadores

A Boeing também trabalha em um sistema de funcionamento dos motores chamado de ciclo combinado baseado em turbina (TBCC). O novo conceito abandona a propulsão baseada em foguete para utilizar motores scramjet, que permite funcionar em velocidades hipersônicas.

Com isso, no estágio inicial do voo, os motores usariam o sistema tradicional de turbinas. Após atingir a velocidade do som, o avião adotaria um sistema que trabalha com o ar a velocidades supersônicas dentro do motor do avião. Na desaceleração para o pouso, o caça voltaria a usar o sistema tradicional de turbinas.

A Boeing já fez testes com esses novos motores. “Embora o voo hipersônico inicial fosse alimentado por propulsão de foguete (por exemplo, X-15 e Space Shuttle), as tecnologias hipersônicas modernas, como motores scramjet e materiais avançados de alta temperatura, amadureceram ao ponto de terem voado no X-43 (veículo espacial) e o X-51 (aeronave experimental de teste)”, afirma.

Ainda não há dinheiro disponível

Uma imagem divulgada pela própria Boeing mostra como deverá ser o novo avião. No entanto, apesar dos avanços nas pesquisas, ainda não há recursos disponíveis dentro da empresa para a criação do caça hipersônico. A empresa ainda estuda novas tecnologias que poderão ser agregadas ao projeto.

“Um demonstrador de avião hipersônico reutilizável não está sendo construído atualmente e não há planos concretos ou recursos alocados para fazê-lo, mas continuamos buscando mais oportunidades de pesquisa junto a agências parceiras a fim de avançar no design e nas tecnologias que darão origem a um eventual demonstrador de aeronave hipersônica reutilizável. Seria prematuro especular quando um veículo de voo hipersônico operacional poderá se uma tornar realidade, mas é justo dizer que poderia ser viável dentro de 10 a 20 anos”, diz a Boeing.

A Boeing já teve um avião experimental não-tripulado que superou em 5,1 vezes a velocidade do som (6.242 km/h). O X-51 Waverider foi lançado de um caça bombardeiro B-52 Stratofortress e voou a essa velocidade por 3,5 minutos antes de cair no mar já sem combustível.

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