Voos hipersônicos podem mudar em breve a forma como viajamos

Com um punhado de startups a bordo, da Hermeus à Venus Aerospace, a forma de viagem com ares de ficção científica pode se tornar uma norma.

A promessa de viajar de Nova York a Londres em menos de 60 minutos, ou de Los Angeles a Tóquio em três horas, existe desde 1949, quando um foguete Bumper de dois estágios não tripulado explodiu no céu a 5.150 mph. Cerca de 12 anos depois, o X-15 da Força Aérea dos EUA se tornou a primeira aeronave pilotada a atingir o voo hipersônico, geralmente definido como atingir um mínimo de Mach 5 (cinco vezes mais rápido que a velocidade do som) ou 3.800 mph.

No entanto, a noção de um jato executivo operando a Mach 5 permaneceu uma fantasia de ficção científica. Isto é, até que avanços recentes em design e tecnologia trouxeram o conceito para mais perto de uma realidade viável. "Estamos vivenciando um renascimento do hipersônico que levará a uma era revolucionária no transporte de pessoas e produtos ao redor do mundo", diz Zachary Krevor, CEO e presidente da Stratolaunch LLC . A empresa de aviação sediada na Califórnia criou o Talon-A , uma máquina voadora reutilizável movida a foguete que, após ser lançada a 35.000 pés do Roc da Stratolaunch — a maior aeronave do mundo — se aproximou de Mach 5 em testes de voo iniciais no ano passado. O protótipo da Stratolaunch foi projetado com foco em pesquisa para clientes governamentais, educacionais e empresariais, mas não como um avião comercial, e é apoiado por fundos privados.

“A maior parte da tecnologia existe desde os anos 50, mas os materiais e os recursos de design são muito melhores [agora]”, diz AJ Piplica, cofundador e CEO da Hermeus , uma empresa aeroespacial sediada em Atlanta.

O Hermeus Halcyon com asas em delta possui bordas de ataque suaves para minimizar o acúmulo de calor.

Entre os avanços feitos pelos engenheiros estão soluções práticas e econômicas para o calor extremo encontrado no voo hipersônico, durante o qual o atrito pode fazer com que as bordas dianteiras de uma aeronave atinjam 1.800 graus Fahrenheit. A Hermeus, por exemplo, usará titânio e uma superliga de níquel-cromo para o exterior de seu Halcyon de 20 assentos , enquanto outras empresas estão empregando fibra de carbono resistente ao calor ou telhas térmicas semelhantes às do ônibus espacial da NASA. Testes em túnel de vento e dinâmica de fluidos computacional ajudaram a dar forma a esses materiais, incluindo aeronaves com asas em delta suaves e sem bordas rombas.

Configurações aerodinâmicas específicas também impactam os sistemas experimentais ramjet e scramjet, que são operacionais apenas acima de Mach 3. A Hypersonix , sediada na Austrália , projetou seu demonstrador de voo Dart, programado para ser testado com a Unidade de Inovação de Defesa dos EUA na Wallops Flight Facility da NASA no final deste ano, em torno de seu motor scramjet Spartan impresso em 3D. A Hypersonix fará parceria com a Rocket Lab , que fornecerá o foguete para o lançamento inicial do Dart para Mach 5.

Enquanto isso, a Hermeus desenvolveu e testou um motor híbrido de modo duplo para o Halcyon, que permite que sua propulsão de turbina opere em temperaturas mais altas e, portanto, gere velocidade suficiente para ativar um ramjet.

A Hermeus agora está testando tecnologia proprietária em seu motor híbrido turbina-ramjet para aumentar sua velocidade máxima.

Depois, há a Venus Aerospace , sediada no Texas, que equipará seu Stargazer de 12 assentos com um sistema híbrido que passa para um ramjet após quebrar a barreira do som com um motor de foguete de detonação rotacional. "O conceito foi patenteado nos anos 80, mas a tecnologia não estava lá", diz Andrew Duggleby, diretor técnico da Venus. "Por volta de 2018, vi sinais de que estava pronto e comecei o desenvolvimento. É um grande salto à frente no uso da combustão."

Apesar das inovações em tecnologia e design, as aplicações hipersônicas para aeronaves comerciais estão em sua infância, com motores e fuselagens permanecendo anos longe da implementação nessa categoria. Um fator importante que retarda o progresso é, sem surpresa, o dinheiro. A Destinus da Suíça , que no ano passado prometeu ter uma opção hipersônica para os consumidores até 2030, suspendeu recentemente esse programa e está se concentrando em iniciativas de defesa. "A tecnologia está lá", diz o CEO Mikhail Kokorich. "O financiamento não está. Se nos oferecessem US$ 1 bilhão, continuaríamos nosso programa." Mas ele suspeita que o tamanho do mercado nunca forneceria o retorno desejado.

Ainda assim, essa turbulência fiscal, embora reconhecida, não parece estar dissuadindo a outra meia dúzia de jogadores. “Fizemos muito progresso… mas precisamos da cadência para continuar a ganhar força”, diz Krevor, enquanto Piplica afirma que “será a década de 2030 antes de chegarmos lá”. Com apenas essa contagem regressiva nebulosa para confiar e financiamento sustentado no ar, o setor hipersônico incipiente certamente não pode se dar ao luxo de, bem, esfriar seus jatos. J. George Gorant

A essência da matéria

Diferentes configurações de motor impulsionaram os avanços atuais em viagens hipersônicas, cada uma empregando tecnologias distintas. Quanto ao que é melhor, tudo se resume à aplicação desejada — seja um jet-set intercontinental em velocidades sobrenaturais ou realmente decolar deste mundo. E embora esse voo comercial esteja a pelo menos uma década de distância, aqui estão os três tipos atuais de propulsão para torná-lo possível. Michael Verdon

Reportagem original: Hypersonic Flights Could Soon Change How We Travel