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Projeto da USP desenvolve avião que pode reduzir até 30% o consumo de combustível

por Blog do Canal

Para garantir a qualidade de vida da população mundial nos próximos anos, precisamos de uma mudança de rota capaz de frear o aquecimento global.

Embarcando na discussão, pesquisadores da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP vêm traçando novos caminhos para a redução das emissões de carbono na aviação.

Pedro David Bravo-Mosquera é um dos pesquisadores a bordo de um novo conceito de aeronave comercial que apresenta novos rumos na confecção de aviões de grande porte para passageiros.

O artigo Potential Propulsive and Aerodynamic Benefits of a New Aircraft Concept: A Low-Speed Experimental Study foi publicado na revista Aerospace. A pesquisa mostra parte do trabalho de doutorado de Pedro, cuja tese pode ser acessada aqui.

O projeto

O projeto do avião foi feito em um modelo 28 vezes menor a fim de ser testado em túneis de vento.

Comparado aos grandes jatos convencionais, o modelo de avião proposto traz uma redução de cerca de 12% no combustível queimado.

Porém, uma economia de até 30% pode ser alcançada com os combustíveis alternativos e os materiais mais leves previstos para os próximos 20 anos.

Como o foco é a eficiência, os aviões conseguiriam uma performance semelhante à velocidade atingida hoje, porém com maior economia de energia. Isso significa também que os trajetos poderiam ser mais longos que aviões do mesmo porte, com 180 passageiros, pois haveria menos necessidade de abastecimento com a mesma capacidade de combustível no tanque.

Ao projetar um avião, uma miniatura precisa ser testada em uma estrutura chamada túnel de vento – Foto: Pedro Bravo-Mosquera.

Asas em caixa

O modelo 14-bis, de Alberto Santos Dumont, utilizou asas em forma de caixa, que não eram exatamente uma novidade. Elas foram testadas em 1893 pelo engenheiro inglês Lawrence Hargrave na confecção de pipas. O conceito aerodinâmico das asas em caixa, no entanto, foi apresentado apenas em 1924 pelo físico alemão Ludwig Prandtl.

“Ele apresenta o benefício de diminuição do arrasto induzido quando há duas asas conectadas às pontas. Existe um fenômeno de vórtice de ponta em uma asa normal que pode ser reduzido se conseguirmos fazer asas mais longas, ou com uma superfície vertical na ponta delas”, explica Pedro Mosquera. Esses vórtices são gerados pela própria sustentação das asas, mas exercem uma força contrária ao movimento do objeto que está voando.

Imagem: Reprodução da pesquisa.

O projeto atingiu o nível três no Technology Readiness Level (TRL), uma escala desenvolvida pela Nasa para avaliar a maturidade de uma determinada tecnologia. Quando atinge o nível quatro, o mais alto alcançado exclusivamente pelas universidades, a tecnologia precisa ser submetida a testes pela indústria. 

Atualmente, a EESC desenvolve quatro projetos com a Embraer. O sucesso completo é alcançado no nível nove do TRL, quando a tecnologia está implementada e é comprovadamente eficaz, um processo que normalmente leva de 10 a 15 anos.

O Brasil é um dos poucos países que concebe, projeta, constrói, certifica e vende aviões comerciais. De acordo com a plataforma alemã Statista, a indústria aeronáutica brasileira foi a 11ª maior exportadora do mundo em 2021, à frente das de Israel, Países Baixos, Suíça e Japão.

Fonte: Jornal da USP.

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