Mas antes de pensar em passageiros viajando acima da velocidade do som, existe um problema que engenheiros tentam resolver há décadas:
o estrondo sônico.
A NASA trabalha justamente nessa questão com o X-59, aeronave experimental desenvolvida em parceria com a Lockheed Martin para a missão Quesst — Quiet SuperSonic Technology.
O avião foi projetado para demonstrar que uma aeronave pode superar a velocidade do som sem produzir no solo o intenso “boom” normalmente associado ao voo supersônico.
A ideia não é eliminar completamente as ondas de choque.
Isso seria fisicamente muito mais complicado.
O objetivo é modificar a forma como elas chegam ao solo.
O X-59 não é um futuro avião de passageiros
Essa é uma distinção importante.
Apesar do formato futurista, o X-59 não foi desenvolvido para transportar passageiros comercialmente.
Ele funciona como um:
laboratório voador.
Sua missão é produzir dados científicos e operacionais sobre uma nova maneira de realizar voos supersônicos.
Se os resultados forem positivos, as informações poderão ajudar fabricantes a desenvolver futuras aeronaves comerciais.
O problema começou muito antes do X-59
Quando uma aeronave se aproxima e ultrapassa a velocidade do som, ondas de pressão geradas em diferentes partes do avião podem se combinar.
No solo, isso é percebido como um forte:
boom sônico.
O fenômeno acompanha a aeronave durante o voo supersônico.
Não acontece apenas no instante em que ela “quebra a barreira do som”.
Esse é um equívoco bastante comum.
Enquanto a aeronave permanece supersônica e as condições permitem que as ondas atinjam o solo, pessoas ao longo de sua trajetória podem perceber o estrondo.
Concorde mostrou o tamanho do problema
O Concorde conseguiu transformar o voo supersônico de passageiros em realidade.
Mas suas operações sobre áreas continentais eram limitadas justamente por causa do ruído.
Grande parte de seus trajetos supersônicos precisava acontecer sobre oceanos.
Isso reduzia significativamente as rotas comercialmente possíveis.
Mesmo que uma nova geração de aeronaves seja:
mais eficiente;
mais econômica;
mais confortável;
e menos poluente,
o problema do boom continuará limitando operações sobre cidades se não houver uma solução.
É aí que entra o X-59
O avião possui um formato extremamente incomum.
Seu nariz é:
muito longo e fino.
Essa geometria não existe apenas por estética.
Praticamente toda a aeronave foi desenhada para controlar a formação e a interação das ondas de choque.
Em um avião supersônico convencional, essas ondas podem se combinar e produzir mudanças bruscas de pressão.
O X-59 tenta evitar que elas se juntem da mesma maneira.
Em vez de “boom”, NASA busca um “thump”
A NASA utiliza frequentemente uma comparação simples.
O tradicional sonic boom deveria se transformar em algo mais próximo de um:
sonic thump.
Em português, seria algo como uma batida ou pancada abafada.
A meta de projeto está em aproximadamente:
75 PLdB — perceived level decibels.
Para comparação, o estrondo produzido por aeronaves supersônicas convencionais pode ser significativamente mais intenso.
O objetivo não é tornar o X-59 absolutamente silencioso.
É tornar o som percebido no solo suficientemente discreto para que comunidades possam considerá-lo aceitável.
A física não desaparece
O X-59 continuará produzindo ondas de choque.
A diferença está em como elas serão distribuídas.
O formato do:
nariz;
fuselagem;
asas;
motor;
e superfícies
foi cuidadosamente projetado para modificar a assinatura acústica da aeronave.
Isso mostra algo interessante.
A NASA não está tentando “desligar” o boom.
Está tentando redesenhar o avião para administrar a física que cria o fenômeno.
O nariz é tão grande que criou outro problema
O formato necessário para reduzir o ruído trouxe uma dificuldade bastante prática:
o piloto não possui uma janela frontal convencional.
Sentado no cockpit, ele não consegue simplesmente olhar através do para-brisa e enxergar diretamente tudo à sua frente como faria em um avião tradicional.
A solução veio da tecnologia digital.
O piloto utiliza um sistema de visão externa
A NASA desenvolveu o:
eXternal Vision System — XVS.
Câmeras externas e sistemas de processamento fornecem ao piloto uma representação visual da área à frente da aeronave.
As imagens são apresentadas em uma tela instalada no cockpit.
Isso permitiu preservar o formato aerodinâmico necessário para controlar as ondas de choque sem sacrificar completamente a visibilidade operacional.
X-59 foi construído pela Skunk Works
A fabricação ficou sob responsabilidade da Lockheed Martin Skunk Works, divisão famosa por alguns dos projetos aeronáuticos mais avançados da história.
A mesma organização esteve envolvida em aeronaves como:
U-2;
SR-71 Blackbird;
F-117 Nighthawk.
O X-59 também utiliza componentes derivados de diferentes aeronaves já existentes, combinados em uma plataforma completamente nova.
Isso ajuda a reduzir custos e riscos de desenvolvimento.
O avião foi projetado para Mach 1,4
A velocidade planejada para os experimentos supersônicos é de aproximadamente:
Mach 1,4.
Isso corresponde a algo em torno de 1.490 km/h, embora a velocidade equivalente varie de acordo com condições atmosféricas e altitude.
A altitude operacional de referência fica próxima de:
55 mil pés, cerca de 16,8 quilômetros.
É significativamente mais alto que o voo típico de muitos aviões comerciais.
O objetivo não é bater recorde de velocidade
Isso também precisa ficar claro.
O X-59 não foi construído para ser:
o avião mais rápido do mundo;
um sucessor direto do SR-71;
ou um novo Concorde.
Existem aeronaves que já voaram muito mais rápido.
A inovação está em outra variável:
velocidade supersônica com assinatura acústica reduzida no solo.
Os testes são feitos em etapas
Uma aeronave experimental não simplesmente decola e imediatamente tenta atingir sua condição máxima.
O programa segue uma sequência progressiva.
Primeiro:
testes estruturais;
sistemas;
motor;
instrumentação;
software;
taxiamento;
e comportamento em velocidades menores.
Depois vêm expansões graduais do envelope de voo.
Somente após a validação dessas etapas a equipe avança para condições mais exigentes.
A fase supersônica é apenas parte da missão
Demonstrar tecnicamente que o avião consegue produzir uma assinatura acústica reduzida não encerra o projeto.
A NASA quer responder outra pergunta:
como as pessoas realmente percebem esse som?
É aí que a missão se torna especialmente interessante.
X-59 deverá voar sobre comunidades
Em etapas posteriores da missão Quesst, a NASA pretende realizar voos sobre comunidades selecionadas nos Estados Unidos.
Sensores poderão medir o ruído.
Mas a agência também pretende coletar:
a percepção das pessoas.
Moradores poderão relatar como perceberam os eventos sonoros.
Os pesquisadores poderão então correlacionar:
dados acústicos;
condições do voo;
meteorologia;
localização;
e reação da população.
Por que perguntar às pessoas?
Porque um número em decibéis não responde sozinho se determinado ruído será socialmente aceitável.
Dois sons com níveis semelhantes podem ser percebidos de maneiras completamente diferentes.
Frequência.
Duração.
Repetição.
Contexto.
Horário.
Expectativa.
Todos esses elementos influenciam a percepção humana.
Para criar uma regulamentação, autoridades precisam compreender não apenas a física, mas também a tolerância das comunidades.
Os dados podem mudar regras internacionais
Essa talvez seja a parte mais importante do projeto.
A NASA não pretende certificar sozinha uma nova geração de aviões comerciais.
A agência pretende entregar dados para autoridades regulatórias.
Entre elas:
Federal Aviation Administration — FAA
e organismos internacionais responsáveis por padrões da aviação civil.
Essas informações poderão ajudar na criação de limites baseados no nível de ruído produzido, em vez de uma proibição simplesmente baseada no fato de a aeronave estar voando acima de Mach 1.
Hoje existe uma barreira regulatória enorme
Nos Estados Unidos, voos civis supersônicos sobre terra enfrentam restrições históricas relacionadas ao boom.
Isso significa que uma empresa pode desenvolver um avião tecnologicamente extraordinário e ainda encontrar enormes limitações comerciais.
Uma aeronave supersônica capaz de operar apenas sobre oceanos possui mercado muito diferente de outra capaz de cruzar continentes em alta velocidade.
É por isso que o X-59 pode ter impacto muito maior do que sua produção de uma única aeronave experimental sugere.
A NASA não está desenvolvendo o próximo Concorde
O papel da agência é fornecer:
ciência;
dados;
tecnologia;
e evidências.
Fabricantes privados poderão utilizar esse conhecimento para desenvolver aeronaves comerciais.
É uma lógica semelhante a diferentes programas históricos de pesquisa aeronáutica.
Tecnologias testadas experimentalmente acabam migrando para aviões civis décadas depois.
Um futuro avião supersônico não precisará parecer exatamente com o X-59
Outro ponto importante.
O formato extremo do X-59 foi otimizado para pesquisa.
Uma aeronave comercial precisa equilibrar muitos outros requisitos:
passageiros;
bagagem;
combustível;
alcance;
custo;
manutenção;
segurança;
aeroportos;
economia operacional.
Portanto, futuros aviões poderão utilizar princípios aprendidos com o X-59 sem copiar integralmente sua aparência.
O desafio econômico continua enorme
Mesmo que o problema acústico seja resolvido, ainda existem outras barreiras.
Voar supersônico exige muita energia.
Isso pode aumentar:
consumo;
custos;
emissões;
temperatura;
complexidade;
e manutenção.
Também existe a questão do preço da passagem.
O Concorde mostrou que velocidade extraordinária não garante automaticamente um mercado suficientemente grande.
Sustentabilidade será decisiva
A aviação atual enfrenta pressão crescente para reduzir emissões.
Isso significa que uma nova geração supersônica terá de justificar não apenas sua velocidade.
Precisará demonstrar avanços em:
eficiência;
combustíveis sustentáveis;
motores;
aerodinâmica;
e impacto ambiental.
Resolver o boom é uma peça importante.
Não é a única.
Mesmo assim, o ganho potencial é enorme
Se futuras aeronaves conseguirem combinar:
baixo boom;
eficiência;
alcance;
segurança;
e viabilidade econômica,
o mapa da aviação poderá mudar.
Rotas continentais poderiam entrar no universo supersônico.
Viagens que hoje ocupam muitas horas poderiam ser reduzidas significativamente.
E mercados que nunca fizeram sentido para o Concorde poderiam se tornar possíveis.
O X-59 tenta mudar uma regra com ciência
Talvez essa seja a característica mais interessante da missão.
O objetivo final não é simplesmente provar que a NASA consegue construir um avião estranho e rápido.
É produzir dados suficientes para permitir que reguladores respondam a uma pergunta que acompanha a aviação há décadas:
é possível permitir voos civis supersônicos sobre áreas habitadas sem submeter milhões de pessoas a estrondos constantes?
Se a resposta for positiva, o resultado poderá abrir uma nova fase para a aviação.
Mais de duas décadas depois do último voo comercial do Concorde, o sonho supersônico continua vivo.
Mas desta vez a corrida não é simplesmente para voar mais rápido.
É para fazer isso de maneira suficientemente silenciosa para que as pessoas embaixo quase não se incomodem.
E é justamente aí que o X-59 pode acabar deixando sua maior contribuição.
