Cerca de uma hora após o nascer do sol sobre o deserto de Mojave, no sul da Califórnia, o mais novo jato supersônico experimental da NASA decolou pela primeira vez na terça-feira. O X-59 Quesst (Tecnologia Supersônica Silenciosa) é projetado para diminuir o ruído de um estrondo sônico quando uma aeronave quebra a barreira do som, abrindo caminho para futuros jatos comerciais voarem a velocidades supersônicas sobre a terra.
O jato, construído pela Lockheed Martin’s Skunk Works, decolou da US Air Force Plant 42 em Palmdale, Califórnia. Pilotado por Nils Larson, o principal piloto de testes da NASA para o X-59, o voo inaugural validou a aeronavegabilidade e a segurança do jato antes de pousar cerca de uma hora após a decolagem, perto do Centro de Pesquisa de Voo Armstrong da NASA em Edwards, Califórnia.
“X-59 é um símbolo da engenhosidade americana”, disse o administrador interino da NASA, Sean Duffy, em um comunicado. “É parte do nosso DNA – o desejo de ir mais longe, mais rápido e até mesmo mais silenciosamente do que qualquer um já foi.”
Os aviões comerciais atualmente estão proibidos de voar a velocidades supersônicas sobre a terra nos EUA devido à perturbação que a quebra da barreira do som causa no solo, liberando um estrondo sônico alto que pode estilhaçar janelas e disparar alarmes. O Concorde, que foi o único jato supersônico comercial de sucesso, era limitado a voar a velocidades supersônicas apenas sobre os oceanos.
Quando um avião se aproxima da velocidade do som, ondas de pressão se acumulam na superfície da aeronave. Essas áreas de alta pressão se fundem em grandes ondas de choque quando o avião se torna supersônico, produzindo o duplo estrondo de um estrondo sônico.
O X-59 gerará um “estrondo sônico” mais baixo graças ao seu design único. Ele foi equipado com um nariz longo e esguio que representa cerca de um terço do comprimento total e quebra as ondas de pressão que, de outra forma, se fundiriam em outras partes do avião. O motor foi montado na parte superior da fuselagem do X-59, em vez de embaixo, como em um jato de combate, para manter uma parte inferior lisa que limita as ondas de choque e também para direcionar as ondas sonoras para cima em vez de para baixo em direção ao solo. A NASA pretende fornecer dados importantes aos fabricantes de aeronaves para que possam construir jatos supersônicos menos barulhentos.
Um Jato Como Nenhum Outro
O X-59 é um jato de um único assento e um único motor. Ele tem 99,7 pés de comprimento e 29,5 pés de largura, o que o torna quase duas vezes mais longo que um jato de combate F-16, mas com uma envergadura ligeiramente menor. A cabine do X-59 e o assento de ejeção vêm do treinador de jato T-38, seu trem de pouso de um F-16, e seu manche do avião de ataque stealth F-117. Seu motor, um modificado General Electric F414 do jato de combate F/A-18, permitirá que o avião cruze a Mach 1,4, cerca de 925 mph, a uma altitude de 55.000 pés. Isso é quase duas vezes mais alto e duas vezes mais rápido do que os jatos comerciais normalmente voam.
Talvez a mudança mais marcante no X-59 seja que ele não tem uma janela de cockpit de vidro. Em vez disso, a cabine é totalmente fechada para ser o mais aerodinâmica possível, e o piloto assiste a uma transmissão de câmera do mundo exterior em um monitor 4K conhecido como Sistema de Visibilidade Externa (XVS).
“Você não consegue ver muito claramente através do vidro quando olha para ele em um ângulo muito raso, então você precisa ter uma certa inclinação da tela de visualização para ter boas qualidades ópticas, e isso desenvolveria uma forte onda de choque que realmente corromperia as características de baixa explosão do avião”, diz Michael Buonanno, o líder do veículo aéreo para o X-59 na Lockheed Martin.
Para este primeiro voo, o X-59 voou a uma altitude mais baixa e a cerca de 240 mph, de acordo com a NASA. Durante testes futuros, o jato aumentará gradualmente sua velocidade e altitude até que se torne supersônico, disse a NASA, o que ocorre a cerca de 659 mph a 55.000 pés ou 761 mph ao nível do mar. A velocidade do som varia de acordo com a temperatura e, em menor grau, com a pressão, fazendo com que diminua em altitudes mais altas.
“O objetivo principal de um primeiro voo é realmente apenas pousar”, diz James Less, um piloto de projeto para o X-59 que conduzirá voos futuros, à WIRED. Less voou em um jato F-15 em formação com o X-59 como uma aeronave de apoio durante o voo, observando o novo jato experimental para quaisquer problemas.
“Estou procurando qualquer coisa externa à aeronave que o piloto não possa ver”, diz Less. Geralmente, a primeira coisa que ele verificaria é se o trem de pouso foi recolhido com sucesso, mas neste voo inicial o X-59 intencionalmente deixou o trem de pouso para baixo. “Se a aeronave estiver vazando qualquer tipo de fluido, seja combustível ou hidráulico, como piloto de perseguição, você geralmente consegue ver isso. … Além disso, estou procurando por outro tráfego, tráfego aéreo, apenas para apontar isso para ele.”
Após o pouso bem-sucedido do X-59 na Armstrong, engenheiros da NASA e da Lockheed Martin revisarão os dados de voo para se preparar para os voos futuros e mais rápidos do jato.
O Futuro do Voo Supersônico
O XVS é apenas uma das tecnologias modernas necessárias para construir um avião de baixa explosão como o X-59. Décadas de pesquisa em dinâmica de fluidos computacional e testes em túnel de vento também foram necessárias para chegar ao design final.
“Realmente tivemos a oportunidade de passar muito tempo na aplicação de dinâmica de fluidos computacional a essas aeronaves de baixa explosão”, diz Lori Ozoroski, a gerente de projeto de tecnologia supersônica comercial da NASA, à WIRED. “Passamos de um domínio computacional em torno de uma aeronave com algo em torno de alguns milhões de células à medida que você divide o espaço ao redor dela para … coisas com algumas milhões de células, e agora estamos empurrando um bilhão de células.”
Uma vez que o X-59 acelere, o próximo passo será garantir que os estrondos sônicos mais silenciosos sejam realmente toleráveis para as pessoas no solo.
“Estamos planejando uma campanha de testes onde voaremos sobre várias comunidades nos EUA, perguntando a elas através de uma pesquisa e entendendo o quão irritadas as pessoas estão”, diz Ozoroski. Os voos produzirão tanto estrondos sônicos altos quanto silenciosos para ver como as pessoas reagem, explica ela.
“Nosso plano é coletar todos esses dados, realizando testes de aproximadamente um mês em alguns locais ao redor do país, e depois fornecer todos esses dados à FAA e à comunidade reguladora internacional para tentar estabelecer um limite sonoro, em vez do limite de velocidade.”
Se o programa tiver sucesso, poderá abrir caminho para novas aeronaves supersônicas comerciais que reduzirão o tempo de viagem pela metade, algo que empresas como a Boom Supersonic estão tentando alcançar.
O jato se juntou às fileiras dos inovadores X-planes da NASA, que datam de quase 80 anos, desde o Bell X-1 que Chuck Yeager pilotou no primeiro voo mais rápido que o som em 1947.
“Cresci lendo a Popular Science e a Popular Mechanics, e lendo sobre os X-planes em Edwards, e nunca imaginei que estaria em uma posição para fazer algo assim”, diz Less, que aguarda ansiosamente sua vez no controle do X-59. “Este será o destaque da minha carreira.”