30 de novembro de 2010

Helicópteros decolam aos 500 km/h

Helicópteros com superpoderes

Nos seriados de TV Águia de Fogo e Trovão Azul os helicópteros eram as verdadeiras estrelas e sempre brilharam mais do que os atores.

Como convém aos filmes de aventura, esses super-helicópteros eram, por assim dizer, dotados de superpoderes, muito além do que qualquer helicóptero real pudesse sonhar.

Mas talvez não por muito tempo. Como convém ao mundo real, os projetistas sempre perseguem a ficção, que não por acaso é uma fonte inesgotável de inspiração.

Uma empresa norte-americana e uma europeia começaram a testar os protótipos dos seus helicópteros superpoderosos, máquinas capazes de atingir até 500 km/h e que prometem dobrar a velocidade das máquinas atuais nos próximos cinco anos.

E por que tanta pressa? É que os helicópteros são imbatíveis em suas capacidades de manobra e de chegar a qualquer lugar. Mas, quando se trata de chegar rapidamente ao local de um acidente ou de levar um ferido já resgatado para um hospital, os helicópteros são sonolentamente lentos.

Subsônico e supersônico

O limite de velocidade dos helicópteros deve-se a uma combinação dos limites aerodinâmicos com a necessidade de um consumo razoável de combustível, o que limita os modelos atuais a velocidades de até 300 km/h.

Ou seja, envenenar um helicóptero não é uma mera questão de adicionar HPs ao motor e aumentar o tanque de combustível. As pás do rotor superior, que dão sustentação e impulso à frente, têm limites de rotação bem definidos.

Se o rotor gira a uma velocidade logo abaixo da velocidade do som - o rotor, não o helicóptero - quando a pá começa um giro na traseira do helicóptero em direção à frente, sua velocidade é equivalente à soma da velocidade do rotor e da velocidade do helicóptero, o que faz com que ela atinja uma velocidade supersônica.

Enquanto isso, a pá que está no movimento oposto, saindo da frente do helicóptero e indo na direção da traseira, permanece em velocidade subsônica.

O problema é que as forças aerodinâmicas são diferentes em velocidades subsônicas e supersônicas. Se os dois regimes forem atingidos simultaneamente, gera-se uma instabilidade e uma perigosa perda de sustentação.

Helicópteros do futuro

Ou seja, para empurrar um helicóptero mais rapidamente é necessário fornecer empuxo por outros meios.

Nos anos 1970, a Sikorsky e a NASA construíram um protótipo, chamado XH59A, que tinha duas turbinas, que eram acionadas quando o helicóptero atingia uma determinada velocidade.

Embora o protótipo tenha alcançado velocidades de até 400 km/h, a transição do rotor para a turbina se mostrou problemática demais.

O XH59A vibrava muito, consumia combustível demais e ainda precisava de dois pilotos para fazê-lo voar.

Agora, passados 40 anos, os computadores e controles de vibração mais modernos estão reavivando a ideia.

A Sikorsky começou a fazer os primeiros testes de voo com o seu modelo X2. Do outro lado do Atlântico, a Eurocopter está avaliando o seu X3 - uma jogada de marketing em torno dos nomes maior do que parece: o nome do modelo europeu não é "xis três", é "xis ao cubo".

Os controles eletrônicos permitem que um único piloto dê conta do recado. E, em vez das beberronas turbinas, o impulso adicional é dado por hélices.

Sikorsky X2

O maior desafio foi se livrar do rotor de cauda, necessário para ajudar o helicóptero a virar e evitar que ele gire em círculos. Mas o eixo traseiro se tornou necessário para virar o propulsor traseiro e dar dirigibilidade à aeronave.

A Sikorsky resolveu o problema adicionando dois conjuntos de pás ao rotor superior, girando em sentidos opostos - o equilíbrio do torque entre as duas pás impede que o helicóptero gire sobre o próprio eixo.

Para virar em baixas velocidades, até 110 km/h, o X2 usa a tradicional inclinação das pás. Acima disso, ele usa um leme, o que tecnicamente o coloca perto de um avião, embora a sustentação ainda seja gerada pelo rotor.

Eurocopter X3

O X3 da Eurocopter se parece ainda mais com um avião, já que tem asas, onde são fixados dois propulsores. Em altas velocidades, essas asas contribuem com até 40% da sustentação, o que alivia o trabalho do rotor.

Como o X2, ele não tem rotor de cauda. A estabilidade e a capacidade de virar são obtidas com um ajuste preciso da aceleração dos dois motores. Tudo é feito eletronicamente, de forma que o único piloto faz seu trabalho exatamente como em um helicóptero normal.

O X3 mal começar a sair do ninho: ele bateu as asas por meros 35 minutos até agora. Isto é normal no desenvolvimento desses protótipos, quando as várias etapas do teste são realizadas em pequenos incrementos - a cada passo, pára tudo, os dados são cuidadosamente avaliados, e só então é dado o passo seguinte.

O X2 já está voando para valer, rumo à meta de alcançar 500 km/h. Em Setembro ele quebrou "não oficialmente" o recorde de velocidade para helicópteros, alcançando 463 km/h. O recorde que ainda vale, obtido em 1986, é de exatos 400 km/h.

O que ainda não está claro é se estas novas aeronaves, com asas e vários motores, continuarão sendo enquadradas na categoria dos helicópteros.
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