No dia 14 de maio, um vídeo mostrando três aviões aparecendo simultaneamente no céu viralizou nas redes sociais. O vídeo foi postado no Douyin por um passageiro de um voo da Spring Airlines.
Na descrição, a pessoa afirmou que o avião abaixo pertencia à Chengdu Airlines, enquanto o que o ultrapassava em baixa altitude pertencia à Shandong Airlines, uma companhia aérea conhecida pelos apelidos de "Lightning Airlines" ou "Shandong Speed".
No entanto, o fenômeno conhecido como "Shandong Express" dessa companhia aérea não se deve à velocidade. Devido às rígidas normas de aviação, é praticamente impossível para os pilotos voarem acima do limite de velocidade.
Base aerodinâmica
A razão fundamental que impede uma aeronave comercial de aumentar arbitrariamente sua velocidade em pleno ar reside nas leis da dinâmica dos fluidos, particularmente no comportamento do fluxo de ar próximo à velocidade do som em grandes altitudes.
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Um vídeo mostrando três aviões aparecendo simultaneamente no céu, com a Shandong Airlines ultrapassando a Chengdu Airlines, viralizou nas redes sociais. Foto: Douyin. |
As aeronaves comerciais modernas, desde aviões compactos de fuselagem estreita até gigantes de fuselagem larga, normalmente operam em modo subsônico, com uma faixa de velocidade de recirculação ideal de Mach 0,78 a Mach 0,85 (78-85% da velocidade do som no ar).
A velocidade real de uma aeronave é medida em números de Mach, que são definidos como a razão entre a velocidade do objeto e a velocidade do som no mesmo meio fluido circundante.
Embora a aeronave em si esteja se movendo a uma velocidade inferior à do som (abaixo de Mach 1), o design curvo da superfície superior da asa força o fluxo de ar sobre ela a acelerar localmente, gerando sustentação de acordo com o princípio de Bernoulli.
Se um piloto empurrar deliberadamente o acelerador para acelerar a aeronave além de seu número Mach máximo, com o objetivo de ultrapassar ou "correr" com outra aeronave, ocorrerão fenômenos físicos extremos.
Nesse ponto, ondas de choque, a fronteira invisível de pressão e temperatura crescentes, se formarão e criarão uma séria perturbação no fluxo de ar. A consequência direta é a delaminação da fronteira, onde o fluxo de ar deixa de aderir firmemente à superfície aerodinâmica da asa e se rompe atrás dela, criando vórtices turbulentos.
Além das limitações da resistência do ar, as aeronaves comerciais que operam em grandes altitudes também enfrentam um espaço operacional extremamente restrito, que os cientistas aeroespaciais chamam de "canto do caixão".
O ângulo de caixão ocorre quando a aeronave se move com velocidade e altitude suficientes para que a pressão comece a se equalizar entre a parte inferior e a parte superior da asa, fazendo com que a sustentação desapareça gradualmente.
À medida que uma aeronave aumenta de altitude, o ar torna-se mais rarefeito, com menos moléculas de ar, enquanto a área da asa permanece inalterada. Isso força a aeronave a voar mais rápido para gerar sustentação suficiente para as asas.
Se uma aeronave se move muito lentamente, ela cairá porque não terá sustentação suficiente para contrabalançar as forças que atuam sobre ela, como a força gravitacional da Terra ou a força centrípeta. Quando a sustentação é menor que a gravidade, a aeronave entra em estol – o assassino invisível no ar.
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A ilustração retrata o conceito de um canto com caixão. Foto: PilotMall. |
No entanto, na área da tampa do caixão, se voando em alta velocidade, a aeronave atingirá velocidade subsônica (Mach). O fluxo de ar sobre as asas atinge velocidades próximas ou superiores à velocidade do som, enquanto a aeronave ainda se move abaixo da velocidade do som.
Em velocidades excessivamente altas, as ondas de choque formadas pela colisão do fluxo de ar com a superfície da asa tendem a empurrar o nariz da aeronave em direção ao solo.
Isso faz com que voar perto da quina do caixão seja semelhante a estar vendado e se equilibrando em uma corda bamba. Uma pequena mudança na velocidade ou altitude pode levar à perda de sustentação ou ao excesso de velocidade, ambos com potencial para serem catastróficos.
problema econômico
Mesmo sem as limitações de segurança e físicas, a "corrida pela velocidade" das aeronaves comerciais ainda seria limitada pela estrutura fundamental da economia da aviação.
Em 1957, o primeiro Boeing 707 realizou seu primeiro voo, atingindo uma velocidade de cruzeiro de Mach 0,78. Em 2009, a Boeing lançou o 787 Dreamliner, uma aeronave com velocidade de cruzeiro de Mach 0,85.
Duas aeronaves, ambas fabricadas com 52 anos de diferença, são apenas 8% mais rápidas. Com avanços tão notáveis na ciência e na tecnologia, por que os aviões não conseguem voar mais rápido?
O motivo é que o setor de transporte aéreo é um dos que apresentam margens de lucro extremamente reduzidas. Os custos com combustível representam a maior e mais volátil parcela dos custos operacionais diretos totais de uma companhia aérea.
Até hoje, o Concorde é a única aeronave comercial a atingir velocidades supersônicas. Ele podia voar a Mach 2,02, permitindo viagens de Nova York a Londres em aproximadamente 3 horas e 30 minutos.
Este é um número impressionante, mas apenas 14 Concordes entraram em serviço, e operaram em apenas duas rotas para duas companhias aéreas: British Airways e Air France. O primeiro voo comercial do Concorde ocorreu em 1976 e o último em 2003.
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Até hoje, o Concorde continua sendo a única aeronave comercial a atingir velocidades supersônicas. Foto: CNN. |
Para voar em velocidade supersônica, uma aeronave precisa ser altamente aerodinâmica, o que significa que deve ter um design estreito, limitando assim o número de passageiros. Isso significava que o Concorde só podia transportar cerca de 100 passageiros, um número modesto comparado aos 330 passageiros que o Boeing 787-10 podia transportar.
Além disso, os altos custos operacionais distribuídos por um número relativamente pequeno de passageiros não constituíam um modelo econômico viável. No final da década de 1990, uma passagem só de ida no Concorde chegava a custar US$ 6.000 , um preço significativamente superior ao de uma passagem aérea comum.
Em vez de velocidade, as companhias aéreas operam com base no lucro obtido com a operação dos voos. Portanto, a tecnologia da aviação comercial atualmente se concentra exclusivamente no aumento da eficiência.
Tomemos como exemplos o Boeing 707 e o Boeing 787. Embora tenham velocidades de cruzeiro semelhantes, o Boeing 787 é uma opção muito mais rentável.
Especificamente, o Boeing 787 consome apenas cerca de 5 toneladas de combustível por hora e pode transportar aproximadamente 140 passageiros adicionais. Para comparação, o Boeing 707 consome cerca de 6,8 toneladas de combustível por hora. As aeronaves modernas têm como foco levar o maior número possível de passageiros ao seu destino com o menor consumo de combustível e custos operacionais possíveis.
As aeronaves devem voar a uma velocidade suficientemente alta para atingir alta eficiência, mas o arrasto e o consumo de combustível não devem reduzir a receita. Portanto, a velocidade de voo das aeronaves comerciais hoje é essencialmente a velocidade ideal entre eficiência e receita.
Fonte: https://znews.vn/vi-sao-khong-co-chuyen-may-bay-vuot-au-dua-toc-do-post1652089.html
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