Há uma razão para que os aviões possam estar a entrar num momento de mudança de design: a necessidade de reduzir consumos de combustíveis fósseis.
A conceção básica dos aviões comerciais não mudou muito nos últimos 60 anos. Os aviões modernos, como o Boeing 787 e o Airbus A350, têm a mesma forma geral do Boeing 707 e do Douglas DC-8, que foram construídos no final da década de 1950 e solidificaram o fator de forma "tubo e asa" que ainda hoje é utilizado.
Isto deve-se ao facto de a aviação comercial dar prioridade à segurança, favorecendo soluções testadas e comprovadas, e porque outros desenvolvimentos - em materiais e motores, por exemplo - mostram que o design tradicional ainda é relevante.
No entanto, à medida que a indústria procura desesperadamente formas de reduzir as emissões de carbono, enfrenta um desafio um pouco mais difícil do que outros sectores, precisamente porque as suas tecnologias de base se revelaram tão difíceis de abandonar. Talvez seja a altura ideal para experimentar algo novo.
Uma das propostas é a do "corpo de asa mista". Esta forma de aeronave totalmente nova assemelha-se ao design de "asa voadora" utilizado por aviões militares como o icónico bombardeiro B-2, mas a asa mista tem mais volume na secção central. Tanto a Boeing como a Airbus estão a testar a ideia, assim como um terceiro interveniente, a JetZero, sediada na Califórnia, que estabeleceu um objetivo ambicioso de colocar em serviço um avião de asa mista já em 2030.
"Estamos muito empenhados numa via para as emissões zero nos grandes jactos, e a estrutura de asa mista pode reduzir em 50% o consumo de combustível e as emissões", afirma Tom O'Leary, cofundador e diretor executivo da JetZero. "Trata-se de um salto surpreendente em comparação com o que a indústria está habituada."
Sob pressão
O conceito de asa mista está longe de ser novo, e as primeiras tentativas de construção de aviões com este design remontam ao final da década de 1920 na Alemanha. O designer de aeronaves e industrial americano Jack Northrop criou um projeto de asa voadora a jato em 1947, que inspirou o B-2 na década de 1990.
Como uma espécie de híbrido entre uma asa voadora e um tradicional "tubo e asa", a asa mista permite que toda a aeronave gere elevação, minimizando o arrasto. A NASA afirma que esta forma "ajuda a aumentar a economia de combustível e cria maiores áreas de carga útil (carga ou passageiros) na parte central do corpo da aeronave". A agência testou-o através de um dos seus aviões experimentais, o X-48.
Ao longo de cerca de 120 voos de teste entre 2007 e 2012, dois X-48 não tripulados e controlados à distância demonstraram a viabilidade do conceito. "Uma aeronave deste tipo terá uma envergadura ligeiramente superior à de um Boeing 747 e poderá operar a partir de terminais aeroportuários existentes", afirma a agência, acrescentando que o avião também "pesaria menos, geraria menos ruído e emissões e custaria menos para operar do que uma aeronave de transporte convencional igualmente avançada".
Em 2020, a Airbus construiu um pequeno demonstrador de asa mista, com cerca de dois metros de comprimento, sinalizando interesse em buscar uma aeronave de tamanho normal no futuro. Mas se a forma é tão eficaz, porque é que ainda não começámos a construir aviões com base nela?
De acordo com O'Leary, há um desafio técnico principal que impede os fabricantes de avançar. "É a pressurização de uma fuselagem não cilíndrica", diz ele, apontando para o facto de um avião em forma de tubo ser mais capaz de lidar com os constantes ciclos de expansão e contração que surgem em cada voo.
"Se pensarmos num 'tubo e asa', separamos as cargas - temos a carga de pressurização no tubo e as cargas de flexão nas asas. Mas uma asa mista essencialmente mistura-as. Só agora podemos fazer isso com materiais compostos que são simultaneamente leves e fortes".
Uma forma tão radicalmente nova faria com que o interior do avião tivesse um aspeto e uma sensação muito diferentes dos actuais aviões de grande porte. "É apenas uma fuselagem muito, muito mais larga", diz O'Leary. "O típico avião de corredor único tem três lugares por três, mas este é uma espécie de tubo mais curto e mais largo. A quantidade de pessoas é a mesma, mas pode haver 15 ou 20 filas na cabina, dependendo da configuração de cada companhia aérea.
"Isto dá-lhes uma paleta totalmente nova para a configuração. Penso que vai ser fantástico ver a interpretação que farão deste espaço muito mais amplo."
Potencial revolucionário
O'Leary afirma que o equivalente mais próximo em termos de dimensão seria o Boeing 767 - um avião bimotor de grande porte introduzido na década de 1980 que transportava normalmente cerca de 210 passageiros. Continua a ser produzido como avião de carga, mas foi substituído pelo Boeing 787 como avião de passageiros. Tem também uma variante militar moderna, o KC-46, que a Força Aérea dos EUA utiliza para reabastecimento aéreo.
Do mesmo modo, a JetZero pretende desenvolver simultaneamente três variantes: um avião de passageiros, um avião de carga e um avião cisterna. A forma da asa mista presta-se tão bem a esta última que a Força Aérea dos EUA acaba de atribuir à JetZero 235 milhões de dólares para desenvolver um demonstrador à escala real e validar o desempenho do conceito de asa mista. O primeiro voo está previsto para 2027, o que significa que a versão militar do avião deverá abrir caminho e talvez apoiar o desenvolvimento dos modelos comerciais.
No entanto, construir um avião totalmente novo a partir do zero é uma tarefa enorme e os objectivos da JetZero parecem ambiciosos, dado que o processo completo de certificação, mesmo para uma variante de um avião existente, pode demorar anos. Uma vantagem que a JetZero tem nesta área é que, inicialmente, o avião utilizará motores dos actuais aviões de fuselagem estreita, como o Boeing 737 - embora o plano seja passar eventualmente para uma propulsão totalmente isenta de emissões, alimentada a hidrogénio, o que exigiria novos motores que ainda não foram desenvolvidos.
A JetZero ainda não tem encomendas para o seu avião, mas O'Leary diz que as companhias aéreas estão interessadas. "Já estamos a falar com todas as grandes companhias aéreas a nível mundial, porque estão entusiasmadas com os ganhos de eficiência".
Resta saber se uma redução de 50% no consumo de combustível é efetivamente possível. Tanto a NASA como a Airbus referiram um valor mais modesto de 20% para os seus projectos, enquanto a Força Aérea dos EUA afirma que um avião de asas mistas poderia "melhorar a eficiência aerodinâmica em pelo menos 30% em relação aos actuais aviões-tanque e aviões de mobilidade da Força Aérea".
"É importante notar que, embora uma carroçaria de asa mista possa reduzir a resistência e aumentar a eficiência do combustível, os benefícios reais dependem da conceção, configuração e condições operacionais específicas", afirma Bailey Miles, analista de aviação na empresa de consultoria AviationValues.
"Os testes e a otimização aerodinâmicos exaustivos são essenciais para concretizar plenamente o potencial de redução da resistência aerodinâmica deste projeto inovador de aeronave. Seria difícil determinar uma percentagem específica de redução de combustível sem os testes necessários", acrescenta.
De acordo com Miles, o design da asa mista é uma ideia "revolucionária" com potencial, mas que apresenta uma série de obstáculos, nomeadamente uma maior complexidade aerodinâmica que pode tornar o design e os testes complicados, uma série de desafios regulamentares e de certificação e uma forma que pode não ser adequada às infra-estruturas aeroportuárias existentes.
"A aeronave de asa mista é extremamente promissora como um fator de mudança na indústria da aviação, oferecendo o potencial para uma maior eficiência de combustível, maior capacidade de carga útil e sistemas de controlo inovadores. No entanto, a resolução das complexidades aerodinâmicas, a garantia da integridade estrutural, a superação dos obstáculos regulamentares e a adaptação das infra-estruturas aeroportuárias são desafios formidáveis que têm de ser ultrapassados para que se tornem realidade", afirma, acrescentando que estes desafios, entre outros, tornam "inconcebível" o objetivo da JetZero para 2030 para a entrada em serviço.
De acordo com Richard Aboulafia, analista de aviação da empresa de consultoria Aerodynamic Advisory, embora nem todas as afirmações da JetZero possam ser verificadas, "a ideia de uma carroçaria de asa mista tem sido bastante apelativa desde há anos e parece que fizeram uma investigação muito interessante. Os meus colegas e eu consideramo-lo bastante promissor".
Ele está preocupado com o facto de a empresa ser, neste momento, sobretudo "uma loja de design", mas acredita que o projeto pode arrancar com a ajuda de empreiteiros. "Há certamente espaço para alguém que queira realmente acrescentar valor neste sector", afirma.
