O ambicioso plano chinês de construir um avião hipersônico

Legenda da foto, O avião que os chineses tentam desenvolver voaria a uma velocidade cinco vezes maior que a do som | Foto: China Science Press

Cientistas chineses apresentaram um novo conceito de design para um avião hipersônico, que dizem ser um grande passo em direção à tecnologia que, um dia, ligaria Pequim e Nova York em poucas horas - um percurso hoje realizado em aproximadamente 14 horas pelos voos comerciais.

A pesquisa na área de voos hipersônicos não é nova, mas geralmente está concentrada em suas possíveis aplicações militares - área onde há mais recursos para financiamento e menor pressão por retorno financeiro.

Mas voos com velocidade equivalente a cinco vezes à do som vão algum dia fazer sentido do ponto de vista comercial, transportando passageiros de um ponto a outro do globo em algumas horas?

Crédito, Getty Images Legenda da foto, A última experiência com um avião comercial hipersônico foi a do Concorde, que fez seu último voo em 2003

Mais rápido

Quando se fala velocidade, a referência mais usada é a do som - ou um Mach -, por volta de 1.235km/h.

A subsônica é toda aquela que fica abaixo desse nível - as aeronaves que atualmente transportam passageiros, por exemplo. A supersônica é aquela que fica entre um Mach e cinco Mach (cinco vezes a velocidade do som), como a do Concorde, um avião comercial que voou entre Europa e Estados Unidos entre 1976 e 2003. A hipersônica, por sua vez, é aquela que está acima de 5 Mach, atingida apenas por pequenos veículos experimentais.

Os chineses têm se dedicado a quebrar a barreira hipersônica, com um time na Academia Chinesa de Ciências focado em um dos dois maiores desafios dessa empreitada - a aerodinâmica. O segundo obstáculo é questão do motor, mais difícil de resolver do que o desenho da aeronave.

Crédito, Getty Images Legenda da foto, O X-43A da Nasa, que faz voos não tripulados, é a aeronave hipersônica mais rápida que se conhece

Em relação ao design, um voo hipersônico requer uma estrutura que minimize o "arrasto", que é a resistência ao movimento no ar; quanto mais rápido o avião, maior é o problema.

"Funciona mais ou menos com o quadrado da velocidade: se você dobrar a velocidade, quadruplica o 'arrasto'", explica o professor Nicholas Hutchins, da Universidade de Melbourne, na Austrália.

O que tem de novo no design proposto e testado na China é uma segunda camada de asas, colocadas acima das asas principais e com a função de diminuir o "arrasto", uma estrutura semelhante à de um biplano.

Crédito, NASA Legenda da foto, O X-43A atingiu velocidades equivalentes a 9,6 Mach, 11.850 km/h, em testes realizados em 2004

Até o momento, os pesquisadores só testaram um modelo em menor escala em um túnel de vento.

Assim, o projeto estaria, literalmente, longe de decolar.

Chegando ao 5 Mach

Mesmo se o projeto conseguir diminuir o "arrasto", ainda restam outros desafios.

Legenda da foto, Ainda em desenvolvimento, o avião não tripulado com motor scramjet X-51 Waverider é um projeto da Boeing para tentar superar alguns dos desafios dos voos hipersônicos | Imagem: USAF

Um deles é a resistência ao calor, por exemplo. Também será preciso lidar com a questão do chamado estrondo sônico.

Se um avião quebra a barreira do som, gera ondas de choque que são percebidas como dois barulhos bem altos - o volume é tamanho que é capaz de quebrar vidro.

Outro desafio para colocar o avião no ar é o motor.

Legenda da foto, O Falcon HTV-2 é um veículo em teste pela Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas do Departamento de Defesa dos EUA, a Darpa, e previsto para voar em 20 de março a mais de 20.000 km/h | Foto: Darpa

A partir do momento em que a aeronave atinge o 5 Mach, ela pode ser impulsionada pelo chamado motor "scramjet" – um tipo de motor de combustão interna que pode sugar o ar e usá-lo para queimar seu combustível.

Mas esse tipo de motor só funciona a partir dessa altíssima velocidade. Assim, a aeronave precisa, antes, de outro motor a jato para conseguir decolar e atingir o 5 Mach.

Esse equipamento pode ser um motor a jato tradicional e extremamente potente, mas eventualmente seria necessário uma combinação dos dois tipos, dizem especialistas.

"A China criou um grande projeto nos últimos dois anos que serve basicamente para projetar esse motor [híbrido]", explica o professor Michael Smart, que estuda propulsão hipersônica na Universidade de Queensland. "Seria um avanço enorme."

Comercialmente viável?

Além do avanço técnico, a questão é se vai haver um mercado para voos hipersônicos.

E isso não é algo que pode se assumir como certo – é só olhar a história do avião supersônico Concorde. O jato, fabricado por uma cooperação entre França e Inglaterra, era considerado o futuro da aviação quando voou pela primeira vez, em 1969. Mas poucos foram construídos e ele acabou aposentado em 2003 – sem sinal de que vá haver um sucessor.

O primeiro motivo do fracasso é que os voos eram caros demais para a maioria dos viajantes. E a questão do estrondo sônico fazia com que o Concorde só pudesse voar acima da velocidade do som quando estava sobre o oceano.

Isso restringiu as rotas para viagens através do oceano Atlântico, prejudicando sua viabilidade comercial.

Crédito, Aerion Legenda da foto, As empresas Aerion, Lockheed Martin e GE Aviation estão trabalhando em conjunto para desenvolver jatos supersônicos

Nos últimos anos houve um aumento no interesse por linhas aéreas supersônicas, mas é algo que ainda está em um estágio bem inicial – tanto por causa do estrondo sônico quanto pelo preço, que seria ainda mais alto.

Um trabalho científico publicado mês passado na revista Física, Mecânica e Astronomia afirma que, no futuro, voos hipersônicos serão "mais convenientes e eficientes" do que um avião tradicional.

Mas vai demorar no mínimo uns 15 ou 20 anos até que esses planos sejam comercialmente viáveis, diz Ellis Taylor, da Flight Global.

"É difícil imaginar um mercado para isso nesse momento", diz ele. "Na verdade, historicamente, o preço de passagens tem caído, não subido. Por isso seria difícil conseguir uma clientela para um voo que seria necessariamente mais caro."

"Seria um produto realmente de nicho – e isso, claro, pode dificultar a viabilidade de um serviço comercial."

Competição militar

De acordo com a mídia chinesa, os cientistas por trás da pesquisa também estão envolvidos nos projetos hipersônicos do exército – e é o interesse dos militares que impulsiona a ambição chinesa pela ultravelocidade.

A vigilância aérea, por exemplo, poderia ser empregada muito rapidamente e seria difícil de interceptar.

Podemos pensar também em mísseis hipersônicos que tornariam os atuais sistema de defesa anti-aéreos inúteis.

Os principais competidores nessa corrida são os EUA, a China e a Rússia.

Mas a pesquisa militar é muito mais secreta que a civil – por motivos óbvios – então é difícil dizer quem está mais à frente.

"Os EUA historicamente têm a liderança, mas a China está se aproximando muito rapidamente", diz Smart.