Seria um benefício a velocidade hipersônica para passageiros?

Quando Concorde entrou em serviço há 40 anos, mais do que duplicou a velocidade das viagens aéreas em um acidente vascular cerebral. Depois da aposentadoria do Concorde, aviões hoje voar mais uma vez em velocidades subsônicas, mas os engenheiros no mundo inteiro estão olhando para um futuro em que vôo de alta velocidade é uma ocorrência diária. Só que eles querem sair um pouco melhor: não a velocidades supersônicas, mas hipersônicas.

Aeronave gigante da Airbus foi no ano passado a que recebeu uma patente que detalha como uma futura aeronave hipersônica, com asas delta reminiscentes do Concorde, podia viajar a Mach 4.5, rápido o suficiente para transportar passageiros entre Paris e Tóquio em apenas três horas.

Mas, inevitavelmente, a tecnologia que atingiu o reino comercial já terá sido investigada pelos militares. Os EUA, a Rússia e a China têm todos realizados voos de teste de veículos hipersônicos - aqueles que viajam a cerca de cinco vezes a velocidade do som - com diferentes graus de sucesso. Cada um também tem planos para sistemas de armas que poderiam ser desenvolvidas a partir deles.

Porque enquanto estas são muitas vezes referidos como "caças", na verdade, as máquinas são mais semelhantes aos mísseis. Sem pilotos, eles sentar em cima de foguetes que lhes aumentar a altas velocidades supersônicas (acima de Mach 4), em que ponto eles começam os seus próprios motores (se equipado) e acelerar as velocidades de cruzeiro para ainda mais rápidos - mas não por muito tempo, como eles normalmente ficar sem combustível rapidamente, e a maior parte do tempo de voo é gasto em um deslize, embora sejam extremamente rápido.

Os passageiros que voarem às altas velocidades vão ter benefícios?

Mísseis atuais têm operado dessa forma há décadas. Mísseis balísticos intercontinentais (ICBM) e algumas versões de curto alcance usar o mesmo tipo de trajetória de vôo, com o míssil formado por vários estágios do foguete para fornecer energia suficiente para voar alto na atmosfera, apenas para voar mais rápido e mais alto. O agora aposentado US Phoenix mísseis AIM-54 ar-ar tinha uma velocidade máxima de Mach 5. O que faz a atual geração de aviões hipersônicos diferentes é a sua capacidade de manobra, tornando-os mais difíceis de interceptar.

A necessidade de velocidade

Porque se importar? Há duas razões principais para o novo interesse mostrado pelos militares em aeronaves hipersônicas. A primeira é que uma arma muito rápido, altamente manobrável não é fácil de balcão: ele pode ser difícil de detectar e sua velocidade significa que há pouco tempo para as defesas reagirem, muito menos para realmente tomar qualquer ação para detê-lo. Isso o torna uma ameaça para alvos supostamente fortemente defendidas - e mais discussão sobre o ofício hipersônico chinês, chamado Wu-14, e o equivalente russo, o Yu-71, mencionar penetrante US sistemas de defesa antimísseis como um objetivo primário.

A segunda refere-se a uma exigência que tornou-se mais urgente nos últimos anos, ou seja, para encurtar o tempo de resposta e para atacar alvos móveis. Enquanto drones, satélites e afins podem localizá-los facilmente, as unidades inimigas altamente móveis - qualquer coisa, de grupos terroristas para SCUD lançadores de mísseis - não vai ficar esperando para o ataque aéreo inevitável a ser chamado em uma plataforma de armas muito rápido com a capacidade de manobra, significa que uma vez encontrado, um alvo terá pouco tempo e menos oportunidade de escapar.

Escassez de materiais

Claro que, para criar um veículo hipersônico viável, os engenheiros têm de se superar, ou pelo menos lidar com o ambiente severo encontrado por algo se movendo tão rápido. O problema principal (a partir dos quais a maioria, se não todos os outros haste) é de calor - calor de atrito do ar e a partir das ondas de choque geradas por em movimento mais rápido do que a velocidade do som.

As temperaturas de veículos hipersônicos encontros são tão elevados que os materiais convencionais não podem resistir a eles e manter sua força. Há materiais que podem isolar uma estrutura a partir do calor, mas eles tendem a não ser muito forte em si mesmos, e assim por qualquer violação de isolamento pode levar rapidamente à falhas catastróficas - como demonstrado pela trágica do ônibus espacial Columbia, em 2003, e também de alguns veículos de teste atuais. Investigação de novos materiais resistentes ao calor e técnicas de fabricação adequados é, portanto, uma prioridade.

Temperaturas do ar elevadas também reduzem a pressão de um motor a jato de ar para respirar, por isso, novos conceitos de propulsão também são necessários - confiando em motores de foguete tende a levar a aeronave excessivamente grande e pesada. Entre as empresas líderes, a maneira em tecnologia de propulsão é prioridade para engenheiros da empresa britânica Reaction Engines, que está testando o revolucionário Sabre Variable-Cycle Engine.

Viajando a velocidades muito altas também exigirá sensores e controles avançados. Novos materiais serão necessários novamente, como radomes convencionais e antenas nunca iria suportar o calor. Antenas conformado - onde a pele de fuselagem da nave é usada como o transmissor e o receptor - são uma possibilidade, embora este não é garantido que funcione. Dependendo de quão rápido o veículo for concebido para viajar, a ionização do ar em torno dele poderia interferir com os sensores de rádio-frequência e comunicações.

Vôo hipersônico para todos?

Se é possível criar uma aeronave hipersônica para passageiros ou tripulação ainda está em debate. Mas a produção de qualquer tipo de veículo hipersônico é um projeto de longo prazo que vai ter um monte de tempo e esforço - e um monte de dinheiro. Patentes que vão marcar o chão de onde alguns podem seguir. Mas quem lá fora tem a vontade, a persistência e os fundos para fazê-lo?

[ Phys.org ]