Aviões do Futuro

21 de dezembro de 2015

Nos últimos 100 anos, o homem deixou de caminhar apenas na Terra para caminhar também na lua. Progrediu de andar a cavalo para pilotar aviões. A cada década, a tecnologia de aviação cruzou uma nova fronteira, e o mundo, por sua vez, mudou a cada fronteira superada.

A Boeing produz aeronaves comerciais há mais de 50 anos e esses aviões interligam as economias mundiais, aproximam as pessoas e tornam o mundo mais acessível do que nunca. Ao mesmo tempo em que desenvolve produtos novos e empolgantes, como o 737 MAX, o 777X e o 787-10 para atender às necessidades de curto prazo dos clientes, a Boeing Aviação Comercial também estuda muitas outras tecnologias e inovações com imenso potencial para o futuro.

A mais nova família de aeronaves de corredor único da Boeing – composta pelo 737 MAX 7, 737 MAX 8, 737 MAX 9 e o 737 MAX 200 – capitalizará a popularidade e a confiabilidade do 737 Next-Generation e, em paralelo, proporcionará aos clientes uma eficiência energética inigualável no mercado de corredor único.

O desenvolvimento do 737 MAX está em dia com o cronograma e a configuração firme alcançada em julho de 2013. O primeiro voo está programado para 2016 e os clientes devem receber as primeiras entregas no início de 2017. O 737 MAX já é um sucesso de mercado, acumulando mais de 2.800 encomendas. Comparado às aeronaves de corredor único de maior eficiência energética hoje, o 737 MAX 8 reduz o consumo de combustível e as emissões de CO2 em 14%. Também tem um desempenho 20% superior ao dos 737s Next-Generation originais, quando estes entraram em serviço. A família 737 MAX utiliza motores LEAP-1B, fabricados pela CFM International, e seu desenho inclui várias atualizações, como o winglet de Tecnologia Avançada da Boeing.

O 777X é a mais nova família de aviões de corredor duplo da Boeing e baseia-se na preferência dos passageiros e na liderança de mercado do 777. Lançado em novembro de 2013 no Salão Aeronáutico de Dubai, o 777X possui hoje mais de 300 encomendas e compromissos de compra. A produção do 777X está prevista para começar em 2017 e a primeira aeronave deve ser entregue em 2020. O 777X introduz as mais recentes inovações tecnológicas, incluindo o motor mais avançado e de maior eficiência energética criado até hoje. A GE, fornecedora do motor, foi a primeira parceira do programa a ser anunciada. Seu motor, o GE9X, será pelo menos cinco por cento mais eficiente do que os demais motores em sua categoria.

Além disso, a quarta geração da asa composta do 777X tem uma envergadura maior do que a do 777 atual. A ponta dobrável e aerodinâmica ( raked wingtip) e a envergadura otimizada da asa entregam maior eficiência e uma economia substancial de combustível, além de total compatibilidade com os portões dos aeroportos.

A Boeing está continuamente pesquisando materiais avançados ou novos métodos de produção.

Por exemplo, a infusão de resina na fibra de carbono se mostrou muito eficaz para a redução do peso e a simplificação da produção. Como primeiro teste desse método de produção, a Boeing desenvolveu uma carenagem traseira, peça que fica atrás do suporte do motor situado abaixo da asa. A Boeing testou a carenagem traseira em voo pela primeira vez no ecoDemonstrator 787, em 2014. Como resultado direto do teste no ecoDemonstrator 787, a carenagem traseira com infusão de resina será incorporada na produção do 787 no final de 2015. A Boeing planeja ampliar o uso do material em artigos de teste cada vez maiores em um futuro próximo.

Outro material avançado é o composto de matriz cerâmica. Esse material leve lembra a cerâmica usada na fabricação de jogos de jantar, mas é muito mais forte, leve e extremamente resistente ao calor. A Boeing também testou esse material no ecoDemonstrator 787, em 2014, na forma de um bocal de escape do motor. Realizado em parceria com a Rolls-Royce e o programa Continuous Lower Energy and Emissions da FAA, o projeto conseguiu provar que o material tem muito potencial para o futuro. A Boeing está avaliando os próximos passos para a ampliação do uso desse material.

O reuso do excedente de fibra de carbono do sistema de produção é outra prioridade da Boeing para ampliar o ciclo de vida total do plástico reforçado com fibra de carbono (CFRP, na sigla em inglês). A meta é aproveitar ao máximo o CFRP, dentro do viável, para fabricar partes não estruturais das futuras aeronaves. Em 2015, a Boeing testou portas de acesso ao combustível fabricadas com fibra reciclada no ecoDemonstrator e, mais recentemente, testou um suporte para o combustível da cabine de pilotagem feito com fibra reciclada e difusores de ar condicionado fabricados com material reutilizado do sistema de produção do 787. Esses artigos foram impressos por uma impressora 3D com fibra de carbono de reuso.

A Boeing também trabalha para melhorar a experiência na cabine com funcionalidades que possibilitam que os clientes se diferenciem no mercado. As companhias aéreas querem surpreender seus passageiros com as novas aeronaves, motivo pelo qual a Boeing vem testando e implementando uma série de inovações na cabine, concebidas para encantar os viajantes e, ao mesmo tempo, proporcionar a eles uma experiência de voo mais confortável.

Uma das inovações de maior sucesso da empresa é o Boeing Sky Interior (BSI), validado por uma demanda incrível por parte das companhias aéreas. Originalmente, essa arquitetura de interior foi desenvolvida para o 787, mas a Boeing começou a oferecê-la nos 737s Next-Generation no início de 2010. O BSI incorpora uma moderna iluminação de cabine, mais espaço no compartimento de bagagem e uma arquitetura mais alta, oferecendo aos passageiros uma experiência de voo mais agradável. O BSI será o padrão interior do 737 MAX.

Mas a Boeing não se dá por satisfeita e segue aprimorando o já popular Boeing Sky Interior. Uma inovação introduzida recentemente foi um recurso chamado Space Bins. Quando testada com passageiros, a nova funcionalidade teve uma resposta incrivelmente positiva. Os Space Bins são mais espaçosos e cada um deles consegue acomodar seis malas de bordo de tamanho padrão, duas a mais do que os compartimentos articulados atuais do BSI presentes em muitos 737s Next-Generation. Isso permite que os Space Bins de um 737-900ER (Extended Range) acomode 194 bagagens de bordo, ante as 132 dos compartimentos com a configuração atual; no caso do 737-800, os Space Bins acomodam 174 volumes ante 118 do modelo atual e, no 737-700, a capacidade sobe de 90 para 130 bagagens de mão.

O 777X também incorporará novos avanços para redefinir a experiência dos passageiros. Os viajantes contarão com janelas maiores, uma cabine mais larga, uma nova iluminação e arquitetura interior aprimorada.

A Boeing está fazendo experiências com som e luz integrados para uso em futuros interiores de cabine. Projetores ocultos podem ser embutidos na cabine para enviar uma imagem para uma divisória de cabine ou o teto. As imagens projetadas podem ser o logo da companhia aérea, o destino do voo ou ter a finalidade e utilidade que a companhia aérea imaginar.

A Boeing está na vanguarda da nova tecnologia de cabine de pilotagem, tornando-a mais eficiente e usável para as tripulações. A seguir, alguns exemplos de tecnologia de próxima geração em estudo:

• Displays com tela sensível ao toque: sensores instalados no hardware do painel e software modificados permitem que os pilotos usem o toque para interagir com os atuais formatos de display.
• Primary Flight Display (PFD) aprimorado: símbolos maiores para os vetores da trajetória do voo; PLI (Pitch Limit Indicator ou Indicador de Limite de Arfagem) modificado e símbolos de Resolution Advisory (RA) adicionam informações formatadas de uma maneira que aumenta a consciência situacional da tripulação.
• Perspectiva de pista: novas funcionalidades adicionadas aos displays, como contorno da pista, eixo da pista estendida, marcas de aim-point e letreiros posicionados na pista aumentam a consciência situacional em situações em que as condições de visibilidade não são ideais; por exemplo, à noite ou sob nevoeiro.
• Saída ótima da pista: previsão da distância de aterrisagem sobreposta à simbologia da pista no Display de Navegação (ND), simbologia no Display de Navegação e Head Up Display (HUD) para monitorar o desempenho de parada após a aterrisagem.
• Conjunto de aplicativos para iPad: Informações meteorológicas via satélite mostradas no mapa da rota para a posição atual e a rota prevista no plano de voo; documentos de despacho em formato eletrônico e capacidades de conexão durante o voo; aplicativo porta a porta que mostra todas as tarefas do piloto, em serviço ou não (manuais, despacho, treinamento etc.).
• Visão sintética: este aplicativo cria imagens em 3D do terreno, dos obstáculos e da vista do aeroporto sobrepostas nos displays da cabine de pilotagem com base na posição informada pelo GPS e também na altitude, inclinação e deslizamento com imagens do terreno em alta resolução e banco de dados de características culturais.

A Boeing apoia esforços nacionais e internacionais para aumentar a eficiência das rotas aéreas e reduzir o consumo de combustível das aeronaves em aproximação. A Boeing está munindo suas aeronaves dos equipamentos necessários para a comunicação com os futuros sistemas de Controle de Tráfego Aéreo (ATC, na sigla em inglês). Também está desenvolvendo ferramentas avançadas para ajudar as companhias aéreas a serem mais eficientes durante o voo. A seguir, alguns exemplos de áreas em que as companhias aéreas estão obtendo benefícios reais e tangíveis com a adoção da tecnologia digital:

• Operações sem papel: a mudança começou na cabine de pilotagem com as ferramentas de navegação e os manuais de procedimento, mas está chegando agora aos aplicativos de manutenção e gerenciamento de registros.
• Entrega móvel: entrega de informações técnicas à aeronave. Hoje, as companhias aéreas querem ter acesso rápido e fácil a todas as informações técnicas necessárias para a manutenção das aeronaves. Podemos entregar essas informações aos hubs operacionais de manutenção e também às aeronaves, por meio de aplicativos de manutenção móveis; essas informações podem ser acessadas também via tablet ou outro dispositivo móvel para dar suporte às operações de manutenção de linha.
• Fuel Dashboard: o painel de controle de combustível fornece métricas analíticas para as tripulações de voo e equipes de operação. O Boeing Fuel Dashboard mostra informações de consumo de combustível geradas a partir de dados de desempenho operacional reais, em todas as fases do voo. Os dados integrados de consumo de combustível são derivados de múltiplas fontes, como as informações do FDM (Flight Data Management), dados do plano de voo e dados do sistema de gerenciamento do voo, fornecendo às companhias aéreas informações corretas e em tempo real, ajudando-as a alcançar suas metas de economia de combustível. O Fuel Dashboard também pode ser acessado por meio de dispositivos móveis.
• Direct Routing (Roteamento Direto) : faz varreduras contínuas e em tempo real nas operações, recomendando (por meio do Airplane Communications Addressing and Reporting System – ACARS) ações específicas e medidas para otimizar a trajetória do voo, e possibilitando o uso de rotas mais diretas para reduzir o tempo de voo e o consumo de combustível.

A Boeing está sempre estudando inovações que melhorarão as operações e o desempenho das aeronaves; por exemplo, inovações que reduzem o consumo de combustível. Algumas das inovações que estão sendo estudadas pela Boeing:

• Um radome que opera na frequência de banda Ku é a mais recente tecnologia de conexão em banda larga usada em aeronaves da Boeing. A Boeing a testou no ecoDemonstrator 787. Ela permitiu atualizações em tempo real de informações meteorológicas e de vento durante o voo, permitindo ainda ajustes no vetor e economia de combustível.
• A pesquisa de Fluxo Laminar Natural (NLF, na sigla em inglês) enfoca conquistas essenciais para a Boeing avançar tecnologias e capitaliza sucessos anteriores aplicando a NLF às nacelas do 787 e ao winglet do 737 MAX.
• Flaps variáveis Camber Krueger otimizados pela Boeing para proteção contra insetos e revestimentos de superfície desenvolvidos pela NASA que evitam a adesão de insetos.

A Boeing e a NASA também estão estudando a tecnologia de Controle Ativo de Fluxo para melhorar a eficácia do fluxo de conversão. Esses experimentos nos ajudaram a entender a ciência prática base da adição de energia ao fluxo de ar para que o fluxo de conversão seja mantido próximo à aeronave por mais tempo, crie forças mais eficazes e reduza o arrasto, tendo aplicação potencial em várias áreas.

A Boeing precisa inovar para se manter competitiva. Estudamos muitos conceitos para julgar sua viabilidade com base no mercado e nos requisitos e demanda dos clientes. Como é comum com esforços de P&D em outras indústrias, muitas explorações não resultam em novos produtos. O processo de exploração e teste, contudo, permite um maior entendimento do que pode ser realidade no futuro. Elementos do que aprendemos com essa exploração podem ser aplicados em diversos domínios aeroespaciais. A seguir, detalhes de algumas pesquisas realizadas pela Boeing. Alguns desses conceitos podem ser incorporados em futuros produtos comerciais.