No passado dia 21 de Março oEscritório de Pesquisa Científica (AFOSR) da Força Aérea dos EUA lançou seu projeto Transição da Camada Limite e Turbulência (PARAFUSO II). O objetivo da iniciativa é criar um jato potente o suficiente para tornar realidade as viagens hipersônicas.
O teste de voo foi gravado pela NASA com o objetivo de obter dados concretos sobre as dificuldades do voo hipersônico.
A empresa vem trabalhando há anos no desenvolvimento de um veículo poderoso o suficiente para viajar em velocidades hipersônicas. Acima de tudo, a NASA pretende construir um jato de passageiros extremamente rápido, capaz de se mover de um ponto a outro em pouco tempo. Veículos como a cápsula Dragon de SpaceX e os mísseis balísticos intercontinentais demonstraram que é possível atingir estes níveis de velocidade. Os cientistas só precisam descobrir como inserir humanos sem causar danos.
Imagine que tipo de revolução os jatos de passageiros enfrentariam. O tempo de voo seria drasticamente reduzido, tornando as viagens mais fáceis e acelerando tudo.
Christopher James, engenheiro da NASA
O problema das viagens hipersônicas
Apesar da fascinante possibilidade de acesso ao mundo das viagens hipersônicas, muitas companhias aéreas enfrentaram muitos problemas técnicos. Criar veículos tão rápidos e, ao mesmo tempo, acessíveis aos passageiros não é tão simples.
Segundo Scott Berry, um dos colaboradores do projeto PARAFUSO II, o principal problema é prever a “posição de transição da camada limite”.
Sobre o que é isso? Durante um voo, uma fina camada de ar envolve o veículo, movendo-se com ele. Esta “camada limite” é muito importante, pois desempenha um papel fundamental na identificação das forças de arrasto que desaceleram o veículo.
A camada limite tem um espessura diferentes em todo o veículo. Seu fluxo tende a ser “laminar” na região superior e “turbulento” na base. Quando é laminar, as camadas de ar fluem umas sobre as outras em paralelo, sem incidentes. Por outro lado, quando o fluxo é turbulento, pode ocorrer um aumento no arrasto de vôo. Nas viagens hipersônicas, esse arrasto aumentaria ainda mais, porque o veículo viaja em maior velocidade e “desloca” mais ar.
O objetivo dos cientistas do BOLT II é prever a localização do fluxo; prever quando passa de “laminar” para “turbulento”, minimizando o risco de turbulência.
A Dra. Sarah Popkin, Gerente do Programa de Aerodinâmica de Alta Velocidade do AFOSR, explicou: “A turbulência pode fazer com que o calor se desenvolva em quase toda a superfície do veículo. Isso significa que você precisa ser capaz de proteger o sistema interno do veículo do calor e, ao mesmo tempo, prever a turbulência associada ao aquecimento. O calor é a mãe de todos os problemas da hipersônica”.
Novos designs para veículos hipersônicos
As viagens hipersônicas são difíceis de gerenciar e projetar. Como esperado, para poder prever a turbulência, será necessário realizar mais vários testes de voo. O primeiro teste de voo BOLT foi lançado em junho de 2021 porCentro Espacial Esrange, no norte da Suécia. Infelizmente, ele falhou devido a problemas com o mecanismo de lançamento. O erro, porém, permitiu criar um modelo mais preciso: o BOLT II.
Christopher James, especialista da Universidade de Queensland, explicou que o BOLT II possui uma geometria complexa com superfície côncava capaz de facilitar o alcance de velocidades hipersônicas. O atual veículo totalmente autônomo está equipado com mais de 400 sensores necessários para adquirir dados sobre o ambiente de fluxo durante os experimentos.
O lançamento foi transmitido no site do YouTube da Wallops. E pode ser considerado um sucesso.
Entretanto, a China também está a trabalhar para se aproximar do objetivo das viagens hipersónicas. A empresa espacial Space Transportation anunciou um plano ousado para um avião hipersônico capaz de voar de Pequim a Nova York em uma hora. Os cientistas preveem que estará pronto para voar em 2024.
Veremos!
