quarta-feira, 24 de março de 2021

Por que as asas de alguns Boeing 747s se torcem perto da ponta?

Se você olhar para um 747 pelo ângulo certo, notará uma característica de design incomum. A parte final da asa, logo após o pilar do motor externo, tem uma torção quase imperceptível. Essa reviravolta foi ideia do lendário Joe Sutter e é uma característica crucial do design dos 747s.

Já percebeu a ligeira torção para baixo nas extremidades das asas de um 747? (Foto: Getty Images)

Um recurso de design quase imperceptível


A Rainha dos Céus é um ícone instantaneamente reconhecível da era moderna. Desde a sua introdução em 1969, a forma única e os rastos quádruplos tornaram-se familiares nos céus. Isso sacudiu o mercado de aviação de uma forma que nenhum outro avião comercial fez antes ou depois, democratizando as viagens aéreas e encolhendo o mundo como o conhecíamos.

Mas junto com seu vasto tamanho, convés superior e quatro motores, outra característica de design menos óbvia do 747 foi crucial para seu sucesso. É tão sutil que, a menos que você saiba o que está procurando, provavelmente nem notará - uma "torção" quase imperceptível de três graus nas asas, logo além do pilar do motor externo.

Uma boa vista do "Sutter Twist" (Foto via @kclepley)
A razão pela qual essa reviravolta foi desenvolvida, e a alternativa para esse recurso de design sutil, quase quebrou o programa do 747. Não fosse pela engenhosidade do engenheiro do 747 Joe Sutter, os custos de retificar o problema poderiam ter mergulhado o 747 na obscuridade. Não é nenhuma surpresa, então, que o recurso seja coloquialmente conhecido como 'Sutter Twist'.

O problema da asa do 747


Joe Sutter tinha apenas 44 anos quando assumiu o comando do programa do Boeing 747 . Na época, os melhores engenheiros da Boeing estavam ocupados trabalhando no primeiro transporte supersônico americano (SST), o Boeing 2707. Joe, tendo sido amarrado consertando problemas no 737, foi designado para a tarefa menos glamorosa de criar uma aeronave gigante, por capricho do CEO da Pan Am, Juan Trippe.

Joe Sutter era jovem quando assumiu o 747 (Foto: Getty Images)
Naquela época, os engenheiros do 2707 provocavam a equipe do 747 sobre sua tarefa mundana para um jato Jumbo grande e lento. No final, os engenheiros do 747 riram por último, quando o aumento dos custos e uma mudança de ímpeto viram o 2707 relegado aos livros de história antes mesmo de ser construído. No entanto, o processo de design do 747 teve seus problemas.

Por mais que simplesmente expandir as tecnologias do 707 parecesse um projeto bastante direto, Sutter sabia que não seria tão simples. Adicionar um outro convés inteiro não foi tão fácil quanto Trippe poderia ter pensado, apresentando problemas com a evacuação segura de passageiros e o potencial de carga da aeronave. Depois, havia os novos e não testados motores Pratt & Whitney JT-9, sem mencionar as imensas asas que deveriam acomodá-los.

Os testes em túnel de vento mostraram que o carregamento nas asas não era sustentável (Foto: Getty Images)
Já estava bem tarde no programa quando um problema significativo de asa foi identificado. Durante os testes de túnel de vento, o fluxo de ar ao redor da asa fez com que o nariz subisse repentinamente. A pressão na parte externa da asa excedeu o que a asa interna poderia suportar. Este foi um grande problema.

Consultando o guru do design de asas da Boeing, WT Hamilton, Sutter percebeu que corrigir esse problema significaria um redesenho completo da asa, diminuindo o ângulo de ataque na borda externa. Isso teria atrasado o programa em um ano ou mais e, com as peças já em produção, teria custado caro à Boeing. Sutter teve que pensar em outra solução.

Torcendo apenas a seção final da asa em três graus, até 90% do problema
de carregamento foi resolvido (Foto: Getty Images)

"Sutter Twist"


Entre Sutter e Hamilton, uma solução um pouco menos elegante, mas ainda assim eficaz, foi encontrada. Ao criar uma quebra quase imperceptível na borda de ataque logo após o pilar do motor de popa e, em seguida, girar a asa de lá até a ponta em apenas três graus, o problema foi resolvido. A torção de última hora da asa produziu cerca de 80-90% dos efeitos corretivos que torcer a asa inteira teria causado.

Todas as variantes do 747, exceto o -8, assim como muitas outras aeronaves de asa aberta,
usam a torção (Foto: Getty Images)
O princípio da torção da asa é que as pontas da asa de uma aeronave precisam ser a última parte da asa a estolar. Torcê-lo para baixo tem pouco efeito sobre a sustentação em voo normal, mas na situação em que uma aeronave começa a estolar, tem o efeito de empurrar o nariz para baixo e permite que os pilotos mantenham algum controle sobre os ailerons.

Esse princípio tem sido aplicado em jatos comerciais há muitos anos, de várias maneiras. Todas as versões do 747, até o 747-400, apresentavam o Sutter Twist, e muitas outras aeronaves de asa aberta têm características de design semelhantes. Quando o 747-8 foi lançado, o sistema fly-by-wire poderia compensar esse problema e a torção não era mais necessária.

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