Os aviões comerciais são uma das maiores comodidades deste século permitindo-nos chegar a qualquer lugar do mundo numa questão de horas. Tal é possível devido à sua enorme velocidade. Contudo se olharmos para a história há algo um pouco bizarro.
O primeiro avião a jato comercial, o “de Havilland Comet”, iniciou o seu serviço em 1952 e atingia uma velocidade máxima de 740 km/h. De seguida surgiu o soviético “Tupolev Tu-104” com uma velocidade máxima de 950 km/h. E finalmente foi desenvolvido um dos aviões que mais mudou a história da aviação comercial, o “Boeing 707”. Criado em 1958 o “Boeing 707” atinge uma velocidade máxima de 965 km/h. Contudo esta velocidade é basicamente a mesma dos aviões comerciais actuais.
Qual a razão por detrás disto? Terão os engenheiros aeronáuticos parado no tempo?
Apesar de ser mais fácil culpar os engenheiros, a resposta é não. A culpa é na verdade de algo que nos rodeia a todos — as moléculas de ar.
Para percebermos a razão por detrás deste limite de velocidade temos de saber um pouco sobre asas de aviões. Se cortarmos transversalmente a asa de uma avião esta teria uma forma semelhante à seguinte:
Corte transversal da asa de um avião com um perfil alar ou aerofólio. Crédito: SciShow
A esta forma dá-se o nome de aerofólio ou perfil alar e é a principal responsável pelo facto dos aviões permanecerem no ar. À medida que o avião se move, moléculas de ar passam por cima e por baixo da asa criando duas regiões distintas: uma região de elevada pressão sob a asa e uma região de baixa pressão por cima desta. Num ambiente de baixa pressão as moléculas de ar se movem mais rápido do que as moléculas circundantes, tão rápido que são capazes de quebrar a barreira do som. E aqui é que está o problema! Apesar das primeiras moléculas a passar por cima da asa num dado período de tempo quebrarem a barreira do som, as moléculas que as sucedem, não. Após quebrar a barreira do som essas moléculas vão querer ficar em equilíbrio com as restantes abrandando, o que leva a uma diferença de pressão chamada de onda de choque.
Logo atrás desta onda de choque o ar expande utilizando energia que podia ser utilizada para a sustentação do avião ou a sua propulsão. A este fenómeno dá-se o nome de onda de arrasto, que ultimamente desacelera o avião, forçando-o a utilizar mais combustível para manter a mesma velocidade.
A uma altitude de 10 km, esta onda de arrasto é mais forte entre os 850 e os 1300 km/h, atingindo o seu auge precisamente à velocidade do som. Por esta razão, os aviões comerciais foram optimizados para voar à maior velocidade possível sem que sejam alvos da onda de arrasto, o que significa uma velocidade máxima entre 800 e 950 km/h. Desta forma reduzem as emissões de CO2, e ultimamente o preço dos bilhetes.
Fonte:
Why Aren’t Commercial Jets Getting Faster?