Helicópteros foram uma vez anunciado como uma alternativa para aeronaves de asa fixa, especialmente como um avião de passageiros de curta distância – mas o ruído, as vibrações e a eficiência de combustível ficaram no caminho. Pode um redesenho radical virar esse jogo?
Por Jon Stewart
Quando os helicópteros apareceram pela primeira vez em nossos céus, lá pelos anos de 1950, eles foram aclamados como o transporte do futuro; uma aeronave que pode decolar e pousar em um estacionamento, ou num telhado de um edifício, e nos transportar por cima do trafego engarrafados de nossas ruas.
Com os helicópteros as estradas e vias congestionadas seriam rapidamente coisa do passado, não demorou muito para o otimismo passar. Frotas de helicópteros poderiam levar-nos de forma segura e eficiente para a maioria dos destinos, porem, os helicópteros provaram ter La seus inconvenientes. Eles são exímios gastadores de combustível e de manutenção cara, quando comparado aos aviões. Eles são barulhentos e têm muitas vibrações, tudo isso contribui para torná-los desconfortáveis para viajar.
Se os helicópteros pudessem ser redesenhados, então eles poderiam ser uma alternativa de cortar o congestionamento e abrir os céus para todos nós. "Eles poderiam operar em helipontos que seriam construídos próximo aos centros de outros tipos de transportes, como estações de trem, metro, portos fluvial ou marítimo e, até mesmo as margens das estradas", diz Carl Russell, engenheiro aeroespacial da NASA, do Ames Research Center.
PesquisasA Nasa, mais conhecida pela exploração espacial, tem uma divisão aeronáutica que está fazendo algumas pesquisas de ponta em uma nova geração de viagens aéreas. Sua missão é "resolver os desafios no sistema de transporte aéreo, congestionamento do tráfego aéreo, segurança e dos impactos ambientais"
Aeronaves de materiais compostos foram investigadas no passado, para o deslocamento nos centros das cidades ou do centro para outros pontos de forma direta, mas com pouco sucesso. Na década de 1950, os britânicos construíram o ‘Fairey Rotodyne’ que foi desenvolvido como uma espécie de ônibus voando. Ele tinha um rotor convencional de quatro pás para o vôo vertical, e duas hélices nas asas curtas para tracioná-lo no deslocamento e propiciar o vôo horizontal.
O Fairey Rotodyne em foto da época, promessa em 1950.
Ele não passou de uma promessa, seu desenvolvimento foi cortado devido principalmente à política de redução de custos. O voos de teste destacou uma série de desafios de engenharia, em particular o ruído de um sistema de motores a jato. Com três turbinas cercando os passageiros, uma em cima e uma de cada lado provavam um barulho ensurdecedor, sem contar com os ruídos oriundos dos hélices e dos rotores.Agora os designers da Nasa estão usando a tecnologia ‘tilt-rotor’ para projetar uma máquina que irá transportar cerca de 90 passageiros e viajar até 1.000 milhas (1.600 km).
O Rotor de grande inclinação para uso civil (LCTR) parece um avião, com dois rotores enormes na ponta de cada uma das asas, em vez de pequenas o hélice tradicional. Para descolar e pousar os rotores estarão paralelos com o chão, assim como em um helicóptero. Em seguida, e durante o vôo, eles girar lentamente pra frente e os enormes rotores passarão a agir como hélice normal, a sustentação no voo será garantida pelas asas. "A nacelle dos motores que tem formato aerodinâmico nas pontas das asas deslocam junto com o rotor apontando pra frente”, diz Russell. Até agora são conceito de engenharia, e a Nasa esta fazendo testes em túnel de vento de vários componentes.
Bell/boeing V-22-Sprey é um exemplo de aeronave que se utilize do conceito ‘Tilt-Rotor’.
O LCTR é projetado para trabalhar com infra-estrutura existente. Isso significa que ele poderia usar os aeroportos, mas não entupir as pistas. Viagens de curta e média duração poderiam ser realizadas em um ‘tilt-rotor’, deixando apenas os voos de longa distância utilizar as aeronaves de asa fixa de grande porte.Necessidade da velocidade
Outra grande desvantagem de helicópteros tem sido a sua velocidade, ou melhor, a falta dela. Comparado com aeronaves de asa fixa, os helicópteros são os caracóis do céu.
Os limites de um helicóptero convencional, um grande rotor horizontal e pequeno rotor de cauda na vertical é algo em torno de 170 a 190 nós (315 a 350 km/h). O rotor de cauda estabiliza o helicóptero impedindo que gire em sentido contrário ao movimento circular do rotor principal. Quando vemos um helicóptero em voo não percebemos o quanto é complicado entender o que ocorre, porem deve saber que, para tudo que gira desperta uma força e teremos que ter um dispositivo que anule a força assim gerada para manter o voo em qualquer situação. O LCTR foi concebido para manter um voo nivelado a velocidade de 300 nós (555 km/h) o que por si só é uma velocidade significativa.
Helicóptero de múltiplos usos da Helibras – Esquilo AS 350
"É por isso que nós temos que ir a estes diferentes tipos de configurações, você só não vai para obtê-lo com um design convencional", diz Russell.Construir um helicóptero ainda mais rápido vai ser um grande pulo, e um salto enorme em engenharia aeronáutica.
Da forma como são construídos os helicópteros convencionais torna quase impossível para eles voarem muito rápido. Suas lâminas giratórias cortam o ar e realizam o mesmo trabalho de uma asa de avião, gerando uma força de elevação, força de sustentação. Ao contrário das asas fixas, no entanto, as pás do helicóptero não fornecem a força de elevação por igual em ambos os lados do helicóptero. Como uma pá de um lado se move para frente, no sentido do deslocamento da aeronave a outra oposta se moverá para trás. Quando um helicóptero começa a ganhar velocidade para frente, a pá que avança terá mais velocidade e produzirá mais sustentação do que a pá que recua do lado oposto, quanto mais veloz for o helicóptero maior será essa diferença, o que pode ser grave e um limitador da velocidade do helicóptero. Esse problema é conhecido como o recuo da pá. Esse evento atua em todo o voo do helicóptero menos no voo pairado onde as velocidades das pás se igualam.
Helicóptero protótipo Sikorsk segundo o conceito ‘ X2’
A boa noticia vem com os desenhos radicais, com eles os helicópteros serão capazes de virarem demônios da velocidade. A Sikorsk, fabricante de helicópteros com sede na Florida e conhecido mundialmente, detém o recorde para o voo mais rápido em asas rotativas. Seu projeto conceito ‘X2’ voou com mais de 250 nós (450 km/h) em 2010. O ‘X2’ se utiliza de dois rotores contra-rotativos, um girando ao contrário do outro. Isso garante um equilíbrio na força de sustentação e nas forças de inércia que obrigam nos modelos convencionais o uso do rotor de cauda se quiser manter a direção do voo. No local onde ficaria o rotor de cauda foi aproveitado para o hélice traseiro que neste caso, como num avião, impulsiona o helicóptero para frente. Steve Weiner, diretor da Sikorsky de Ciências de Engenharia, foi engenheiro chefe do programa X2. "O conceito existe desde os anos 1960", diz ele. Foi originalmente testado em uma aeronave chamada XH59A. "Essa aeronave foi muito rápida (238 knots/440 km/h), porem, voou muito mal, vibrou demais e foi muito mal no consumo de combustível. Também precisava de dois pilotos para operá-lo”, diz ele. "Havia muitos controles, o suficientes para que os pilotos tivessem os pés e as mãos sempre ocupadas entre os controles operacionais disponíveis!"
Sikorsky-S-67-Rider projeto conceito
Avanços na computação e dos sistemas "fly-by-wire" de vôo transformaram o oficio de pilotar muito mais fácil, a prova é que o projeto é recordista mundial de velocidade na categoria. Com rotores duplos, o que significa que não tenha o problema da pá que recua com menos ruídos de ‘batida’, som característicos dos helicópteros, proporcionando um passeio muito mais suave e silencioso. Agora, a equipe está trabalhando em um helicóptero de próxima geração que incorpore as novas tecnologias.Vamos ter que esperar 15 anos, ou até mais, para ver essa idéia em funcionamento todos os dias, porem as pessoas que trabalham com o estudo deles acreditam que pode dar certo. Estão confiantes que vão presentear a todos nós, passageiros, um deslocamento seguro, eficiente e confortável. A demanda já existe, só que “se esta querendo fazer alguém voar como passageiro, certamente eles não vão querer sair por ai voando em algo de barulho ensurdecedor que os agita como um louco e sacudindo até trincar os dentes”, diz Russell.
Tradução e adaptação: Roberto Maranhão
No comments:
Post a Comment