X-59: Nasa lança avião supersônico “silencioso”

Se você ouviu um estrondo sônico recentemente, provavelmente se lembra dele. O estrondo alto, semelhante a uma explosão, causado por um avião voando mais rápido que a velocidade do som, pode ser surpreendente e até quebrar janelas.

Os estrondos sônicos são parte da razão pela qual não há aviões supersônicos de passageiros voando hoje e um dos fatores limitantes para o sucesso do Concorde, que voou pela última vez em 2003.

O avião supersônico estava restrito a velocidades subsônicas ao voar sobre terra ou perto da costa, e as regulamentações internacionais atuais ainda limitam a velocidade do transporte comercial terrestre abaixo da velocidade do som (1.235 km/h) para evitar a perturbação de estrondos sônicos sobre áreas habitadas.

Agora, a Nasa está trabalhando para mudar essas regulações, transformando o boom num “baque”, abrindo caminho para uma nova geração de aeronaves supersônicas mais silenciosas.

A agência está fazendo isso por meio de um programa chamado Quest, que é o resultado de décadas de pesquisa e gira em torno de uma nova aeronave chamada X-59, que foi lançada na sexta-feira (12).

Trovão distante

O X-59 é o mais recente de uma série de aviões experimentais que incluem o X-1, que em 1947 se tornou a primeira aeronave tripulada a ultrapassar a velocidade do som, e o X-15. Este último ainda detém o recorde do avião mais rápido de todos os tempos em um voo tripulado, com cerca de 8.300 km/h, alcançado em 1967.

A nova aeronave foi projetada e construída pelo contratante principal Lockheed Martin Skunk Works em Palmdale, Califórnia, sob um contrato de US$ 247,5 milhões com a Nasa.

Com a implantação de fábrica concluída, o X-59 passará agora por testes de sistemas integrados, funcionamento do motor e testes de táxi em preparação para o primeiro vôo. Ele deve decolar pela primeira vez ainda este ano, antes de seu primeiro voo supersônico silencioso.

“Em apenas alguns anos passamos de um conceito ambicioso à realidade. O X-59 da NASA ajudará a mudar a forma como viajamos, aproximando-nos em muito menos tempo”, disse Pam Melroy, vice-administradora da NASA, num comunicado.

“Será significativamente mais silencioso do que o Concorde ou qualquer outra aeronave supersônica que existe hoje”, disse Craig Nickol, conselheiro sênior da sede da Nasa, à CNN em 2022.

“É extremamente longo e fino: tem quase 30,5 metros de comprimento, mas tem uma envergadura de apenas cerca de 9 metros. O nariz é uma característica distintiva desta aeronave: tem cerca de um terço do comprimento.”

A forma elegante desempenha um papel fundamental em tornar a aeronave muito mais silenciosa durante viagens supersônicas.

Mas como acontece um boom sônico? Quando uma aeronave viaja em velocidades subsônicas, as ondas sonoras que ela normalmente cria podem viajar em todas as direções; em velocidades supersônicas, entretanto, a aeronave deixará para trás seu próprio som e as ondas sonoras se comprimirão e se unirão em uma única onda de choque que se origina no nariz e termina na cauda.

Quando esta onda de choque altamente comprimida atinge o ouvido humano, produz um estrondo alto, que não ocorre quando o avião quebra a barreira do som, mas é um efeito contínuo que pode ser ouvido por qualquer pessoa em uma área em forma de cone abaixo do avião.

O formato do X-59 foi projetado para evitar que as ondas de choque se unam. Em vez disso, espalharam-se, com a ajuda de superfícies aerodinâmicas estrategicamente colocadas. O motor solitário também está na parte superior e não na parte inferior do avião, para manter um perfil inferior suave que evita que as ondas de choque atinjam o solo.

Como resultado, a Nasa acredita que o X-59 produzirá apenas 75 decibéis de som ao viajar em velocidades supersônicas, em comparação com os 105 decibéis do Concorde.

“O que isso significa é que esta aeronave pode soar como um trovão distante no horizonte ou como alguém fechando a porta de um carro na esquina”, diz Nickol.

“Pode até acontecer que as pessoas nem ouçam o estrondo e, se o fizerem, certamente não se assustarão, porque será baixo e espalhado, e nem um pouco alto.”

Mudança de regulação

A expectativa é que o X-59 voe a 1,4 vezes a velocidade do som, a cerca de 1.500 km/h. Antes disso, a equipe da Quest realizará vários testes de voo na Lockheed Martin Skunk Works antes de transferir a aeronave para o Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, que servirá como base de operações.

A parte crucial do programa terá início no final de 2024, quando uma série de voos de teste serão realizados em meia dúzia de comunidades residenciais nos EUA, selecionadas para oferecer uma combinação diversificada de condições geográficas e atmosféricas.

“Vai ser divertido parte do projeto, porque vamos interagir com o público e gerar um pouco de ciência cidadã”, disse Nickol.

O plano lembra uma experiência realizada pela Administração Federal de Aviação (FAA) em 1964, quando caças supersônicos sobrevoaram repetidamente a cidade de Oklahoma para testar o impacto dos estrondos sônicos no público.

As coisas não correram bem. Até 20% das pessoas se opuseram aos estrondos e 4% apresentaram queixas e reclamações por danos. “Não queremos repetir isso, é claro, é por isso que vamos testar esta aeronave primeiro em um alcance restrito, medindo todas as barreiras”, diz Nickol.

“Somente quando estivermos satisfeitos com o desempenho iremos até as comunidades e ainda controlaremos cuidadosamente o nível dos estrondos sônicos.”

Assim que o X-59 sobrevoar as áreas selecionadas, a Nasa se envolverá com as comunidades locais para avaliar sua resposta ao ruído. O objetivo é confirmar a teoria de que um boom de 75 decibéis será aceitável.

Os dados recolhidos desta forma serão então apresentados à Administração Federal de Aviação dos EUA e aos reguladores internacionais.

Uma nova geração

A Nasa acredita que uma mudança nas regulamentações abriria os céus para uma nova geração de aeronaves supersônicas, com permissão para voar em rotas que não são permitidas agora, como Nova York a Los Angeles, e reduziria o tempo de voo aproximadamente pela metade.

Não sabemos, contudo, como serão essas aeronaves e quem as construirá, porque o X-59 não é um protótipo, mas apenas um demonstrador de tecnologia.

“Qualquer projeto futuro de uma aeronave comercial para voo supersônico certamente será diferente deste, embora alguns dos elementos do projeto possam ser traduzidos diretamente”, disse Nickol.

Ele apontou para o nariz estendido, alguns dos sistemas de controle de voo e o exclusivo sistema de visão Eeterna do X-59, que fornece telas de alta definição mostrando ao piloto o que está à frente, na ausência de uma janela real voltada para a frente devido ao nariz aerodinâmico da aeronave.

Várias empresas estão atualmente desenvolvendo aeronaves supersônicas de passageiros e planejam voá-las dentro de uma década ou menos, incluindo Hermeus, Boom e Spike. No entanto, é duvidoso que algum deles consiga tirar proveito das descobertas do programa Quest, que provavelmente informará a próxima geração de aeronaves supersônicas.

Nickol acredita que tais aeronaves, com a capacidade de voar para qualquer lugar, democratizariam as viagens supersônicas, marcando uma grande diferença em relação ao status de luxo do Concorde: “Se você olhar 100 anos atrás, muitas das tecnologias avançadas de mobilidade, incluindo ferrovias e aviões, começaram como experiências premium, mas à medida que a tecnologia avançava e os custos diminuíam, elas se tornaram disponíveis ao público em geral”, diz ele.

“Um dos objetivos de longo prazo é disponibilizar esta forma de viagem em alta velocidade como uma aplicação generalizada, e não há realmente nenhuma razão para que isso não possa acontecer.”