Um olhar mais atento ao Flying V, um conceito de avião de passageiros de asa mista

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A companhia aérea holandesa KLM completou 100 anos no início deste mês e decidiu dar um presente de aniversário: uma aeronave brilhante, elegante, de aparência futurista e sustentável. Ou pelo menos a possibilidade de uma em 2040. "Essa pode ser a próxima coisa", diz o Dr. Roelf Vos, professor de Desempenho e Propulsão de Vôo da Universidade de Tecnologia de Delft e pesquisador chefe do projeto Flying V. "Pelo menos merece alguma investigação."

O Flying V, apresentado em press releases como "revolucionário", é o que é conhecido como um corpo de asa combinada, ou BWB, que não possui estruturas distintas de asa e corpo, como as aeronaves mais convencionais. A forma reduz o arrasto, o que significa que o avião precisa de menos combustível para operar. A TU Delft afirma que o Flying V consumirá 20% menos combustível do que uma aeronave tradicional de tamanho semelhante. "Essas são estimativas", adverte Vos. "Ainda temos 5 a 10 anos de pesquisa antes de podermos testar uma aeronave em grande escala".

O design do Flying V não foi inventado pela Vos. Ou mesmo TU Delft ou KLM; foi a idéia de um estudante da Universidade Técnica de Berlim, Justus Benad, trabalhando em seu projeto de tese na fabricante de aviões Airbus. Ele testou um modelo em escala em 2014 e a Airbus patenteou o design, mas não avançou mais no projeto. Vos viu o conceito em uma notícia em 2015 e se perguntou se os cálculos de Benad eram precisos. "Eu estava cético", disse ele. Ele mandou dois estudantes revisarem os conceitos, um dos quais foi a Berlim para se encontrar com Benad e, juntos, eles concluíram que o conceito tinha potencial.

Asas misturadas são raras nas forças armadas, muito menos na aviação civil

Existem BWBs em uso, mas não no mercado comercial. Família Blackbird da Lockheed (A-12, YF-12 e SR-71), que voou pela primeira vez em 1962, era um projeto de asa mista. Mas era um avião de reconhecimento Mach 3, não um avião civil de passageiros. De fato, todos os outros BWBs atuais foram usados ​​em capacidade militar, como o Northrop Grumman B-2 ou B-21 bombardeiros.

Há uma boa razão para isso. Como observamos na primeira vez que vimos o Flying V, todos os aviões bancam quando viram. Em uma aeronave tradicional, nenhuma parte do avião é removida significativamente do ponto de articulação. Mas no design do Flying V, os passageiros sentam-se nas "asas" dos aviões, o que significa que eles experimentariam forças g significativamente maiores.

O Flying V soluciona esse problema colocando os passageiros em direção às bordas da frente e sua bagagem mais perto das pontas das asas. Os pesquisadores realizaram alguns testes preliminares com a Airbus sobre as forças que um passageiro experimentaria e o encontraram dentro da faixa de conforto.

Se o Flying V se tornar um avião de passageiros, mais do que a localização da bagagem mudaria. De fato, todo o interior precisaria de um novo design. É por isso que outro departamento da TU Delft está envolvido: Engenharia de Design Industrial. O professor de Ergonomia Aplicada e Design Peter Vink trabalhou em alguns conceitos de como repensar os compartimentos dos passageiros para melhorar o conforto.

TU Delft

Seu grupo rapidamente encontrou outro problema. Se os assentos dos passageiros estiverem alinhados como estariam em uma aeronave tradicional, os assentos ficam em um ângulo de 37 graus em relação à direção do voo. De acordo com os regulamentos atuais das companhias aéreas, todos os assentos exigiriam um cinto especial para a segurança dos passageiros. Isso, é claro, significa mais peso, o que aumentaria o consumo de combustível.

Vink e seus colegas propuseram várias soluções para esse problema, incluindo a organização dos assentos em um padrão de espinha de peixe que é frequentemente usado na classe executiva. "Mas isso significa que a pessoa por trás estaria olhando diretamente para a sua tela", diz Thomas Rotte, um engenheiro de design industrial que trabalha no projeto com o Dr. Vink. Nos testes, é algo que os passageiros dizem que não gostam. Então, eles estão trabalhando em outras soluções, incluindo assentos de bancada como os comumente vistos em trens e até camas. "Deitar é possível devido à forma interior do Flying V", diz Rotte.

A asa é oval, mas durante o vôo, a pressão forçaria a contorção em um círculo. Para combater isso, o Flying V precisará de uma moldura retangular no interior para mantê-la no lugar. Quando você coloca um pino quadrado em um buraco redondo, obtém algum espaço restante nos dois lados. Uma proposta atual seria deslizar a cabeça das camas para esse espaço, criando espaço suficiente para três beliches.

O desembarque precisa de algum trabalho

Existem outros problemas nos quais os pesquisadores ainda precisam trabalhar. Deslize, por um lado. Aviões comerciais podem percorrer distâncias incrivelmente longas se perderem a potência do motor e podem usar esse momento para pousar com segurança – isso é conhecido como pouso forçado. Em 2001, um Airbus A330 perdeu energia para os dois motores devido a um vazamento de combustível e deslizou 75 milhas por 19 minutos sem poder para pousar com segurança. O problema com o Flying V é que ele desliza demais. No projeto atual, as asas não têm abas e, portanto, criar arrasto suficiente para desacelerar o avião o suficiente para pousar é um problema que Vos e sua equipe precisarão resolver.

A decolagem e o pouso criam outro problema para o Flying V. A maioria dos aviões decola e pousa em um ângulo de 2 a 3 graus, e até o ângulo máximo de ataque (por exemplo) de um Boeing 747 é de apenas 10 graus. Os aviões comerciais são capazes de voar mais extremos – a Boeing impressionou os espectadores no Paris Airshow em 2015, mostrando uma manobra com um Dreamliner 787 que o fez subir quase na vertical. Mas então não estava carregando nenhum passageiro ou carga; o Flying V precisará decolar e pousar em um ângulo de 20 graus, o que será um grande ajuste para passageiros e pilotos.

Outro problema provável é a manutenção do motor, uma vez que os motores do Flying V estão no topo da companhia aérea, enquanto na maioria dos outros aviões estão embaixo. Tanto o DC-10 quanto o MD-11 têm seus motores no topo. "É uma preocupação", diz Vos, "está bom em Nova York ou aqui em Schiphol, mas o Flying V é destinado a voos de longo curso e alguns operadores podem não estar familiarizados com os detalhes". Eles poderão pelo menos estacionar os aviões – é da mesma largura que um A350.

Vos e sua equipe construíram um modelo em escala de 9 pés (3m) do design, alimentado por um par de motores de ventilador elétrico de 4kW para testar o design radical. O modelo estava pronto para exibição no início de outubro, na comemoração do aniversário da KLM, mas agora voltou à universidade para se preparar para os testes de voo que eles esperam realizar ainda este ano.

Por fim, o Flying V é apresentado como um avião mais ecológico. Uma redução de 20% no uso de combustível é uma melhoria. Mas o Dreamliner também usa cerca de 20% menos combustível do que aeronaves comparáveis, um feito que ele conseguiu com a redução de peso através do uso extensivo de materiais compostos. "O Flying V é apenas parte da solução para as mudanças climáticas", diz Vos. Os críticos argumentaram que, para combater verdadeiramente o aumento das temperaturas do planeta, todos precisamos voar consideravelmente menos. Mas a aviação comercial está em um setor que está crescendo, não encolhendo. Portanto, qualquer coisa que possa reduzir suas emissões é uma coisa boa.

Imagem do anúncio por Edwin Wallet / TU Delft

Fonte: Ars Technica