A Royal Aeronautical Society, também conhecida como RAeS, uma instituição profissional multidisciplinar britânica dedicada à comunidade aeroespacial global, publicou nesta semana um conteúdo abordando uma análise de como o conhecimento sobre caças de decolagem e pouso na vertical pode se aplicar às novas aeronaves elétricas de pouso e decolagem na vertical (eVTOL, na sigla em inglês).
Segundo a publicação, o Reino Unido tem uma vasta experiência no desenvolvimento de “jatos de salto” (“jump jets”, como são chamados os aviões a jato que podem decolar e pousar verticalmente, sem necessidade de pista), como o legado Harrier, que foi vital para o caça F-35B.
Mas será que este legado poderia ajudar o emergente setor de ‘táxis voadores’ eVTOL? O Especialista em Políticas Emergentes da autoridade de aviação civil do Reino Unido (CAA-UK), Dr. Michael Pryce, membro da RAeS, explica mais detalhadamente.
“Isso é o que nos perguntamos na Autoridade de Aviação Civil do Reino Unido após revisar os dados de downwash de helicópteros em 2022. Isso nos levou a patrocinar algumas pesquisas para saber se entendemos o que pode acontecer sob as aeronaves eVTOL conforme elas pousam e decolam”, explica Pryce.
Nota: uma das pesquisas a que ele se refere, a ‘Understanding the Downwash/Outwash Characteristics of eVTOL Aircraft’, está disponível neste link.
Downwash é a rajada vertical de ar dos rotores dos helicópteros que pode atingir coisas no solo, às vezes com consequências trágicas. O downwash do helicóptero geralmente forma um círculo no solo, mas os eVTOLs podem ter vários rotores. Isso significaria que o formato e a velocidade do downwash seriam diferentes dos helicópteros?
“A NASA descobriu algumas coisas nas décadas de 1950 e 1960 que nos fizeram pensar que isso poderia ter algum efeito. Aqueles que trabalharam no V-22 Osprey mais recentemente encontraram resultados semelhantes”, afirma o especialista.
A experiência e a pesquisa com o Harrier que levaram ao jato de salto F-35B desenvolveram uma compreensão profunda no Reino Unido sobre o que acontece quando os jatos apontando para baixo atingem o solo. Sem esse conhecimento, o F-35B não poderia ter funcionado.
Claro, os eVTOLs são novos e diferentes. A maioria deles é muito mais leve do que qualquer jato de salto ou rotor de inclinação. Eles têm fluxos de velocidade muito mais baixos saindo de seus suportes, rotores e ventiladores. Além disso, a sua energia eléctrica significa que as temperaturas abrasadoras produzidas nos escapes destes veículos históricos não são um problema, sendo substituídas por fluxos de arrefecimento da bateria mais semelhantes aos de um notebook de trabalho pesado.
Uma verificação com especialistas mostrou que, entre as pesquisas de helicópteros e jatos de salto, havia poucas atuais sobre o downwash dos eVTOLs. Assim, a CAA decidiu financiar algumas para começar a explorar a questão.
Depois de uma competição que gerou uma série de propostas interessantes, mostrando a profundidade do conhecimento no Reino Unido, o caminho seguido foi usar uma abordagem inovadora para dinâmica de fluidos computacional. O software foi desenvolvido para ajudar nas investigações de acidentes do V-22, e o pesquisador principal tinha décadas de experiência.
A CAA gerou um conceito de fuselagem simples e genérico que poderia ser adaptado a uma ampla gama de layouts de eVTOL e a um programa de testes. Trabalhando com a empresa contratada, estes foram colocados num “túnel de vento digital”. Disso surgiram algumas descobertas fascinantes e algumas visualizações verdadeiramente belas dos possíveis fluxos de ar. Alguns deles mostraram padrões que pareciam familiares da experiência com jatos de salto.
A principal descoberta foi que, embora alguns eVTOLs possam ser como helicópteros no que diz respeito ao downwash, outros são mais parecidos com jatos de salto no que diz respeito à forma de seus fluxos no solo.
Segundo Pryce, isso pode ser surpreendente graças às diferenças entre caças e táxis voadores, mas também é encorajador. Significa que o conhecimento e a experiência acumulados ao longo de décadas no Reino Unido, bem como pela NASA, podem ser usados para compreender o fenômeno complexo e ajudar a mitigar quaisquer problemas descobertos.
“Talvez não devêssemos ficar surpresos. A aviação tem tudo a ver com o ar, e os eVTOLs e os jatos de salto movem o ar para baixo para permanecer no alto. É voltando aos fundamentos da física do voo que poderemos avançar com segurança, aproveitando as lições do passado, por mais diferentes que pareçam. Então, se em algum momento você voar em um táxi voador eVTOL, pode agradecer aos pioneiros do jato V/STOL e saber que está se beneficiando do mesmo conhecimento de um piloto de F-35B, levando Top Gun ao ponto de táxi”, finaliza o Dr. Michael Pryce.
