O vórtice criado por uma aeronave C-17 pode ser visto na imagem acima após disparar uma carga de contramedidas. (Foto: U.S. Air Force)
As aves migratórias, pilotos da NASCAR e os ciclistas do Tour de France já entenderam o assunto. E agora a Força Aérea dos EUA está pensando em voar em formação com grandes aeronaves de carga, que consomem muito combustível, nos voos através dos oceanos – diminuindo o arrasto através do efeito de “vácuo” como nas corridas de Fórmula 1.
Duas aeronaves C-17 Globemaster III da USAF estão sendo usadas nos testes na Base Aérea de Edwards para determinar o impacto do voo dentro dos vórtices. (Foto: U.S. Air Force)
Os testes de vôo de “surfe no vórtice” com C-17 na Base Aérea de Edwards, na Califórnia, desde o dia 6 de setembro até o dia 2 de outubro, demonstraram potencialmente grandes economias de combustível e de dinheiro, fazendo o que os gansos fazem naturalmente a centenas ou milhares de anos. Os testes mostram que voando em formação pode ser mais inteligente do que voar sozinho para os aviadores, e não apenas para as aves.
Como um esforço da unidade da Força Aérea dos EUA para reduzir seu consumo global de combustível, o surfe nos vórtices pode ser a onda do futuro.
“O conceito, conhecido formalmente como Surfing Aircraft Vortices for Energy, ou $AVE, envolve duas ou mais aeronaves voando juntas para um efeito de arrasto reduzido como o visto num bando de gansos”, disse o Dr. Donald Erbschloe, o cientista chefe do Comando de Mobilidade Aérea.
A NASA já vem estudando esses vórtices há mais tempo, mas agora o estudo começa a ser colocado em prática com grandes aeronaves militares. (Foto: NASA Langley Research Center)
Uma série de voos de teste envolveu duas aeronaves de cada vez, permitindo que o avião que voava atrás pudesse “surfar” no vórtice da aeronave líder, posicionando-se na corrente de ar para obter uma sustentação adicional sem queimar combustível extra.
As primeiras indicações dos testes prometem uma redução do consumo de combustível em até 10 por cento para a duração de um voo. Em longas distâncias e, mesmo com uma pequena fração média dos mais de 80 mil voos por ano do Comando de Mobilidade Aérea, a redução de combustível e de custos pode chegar a milhões de dólares, dizem os especialistas.
Próximo passo: O Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA (AFRL) irá analisar os dados a partir de aplicações possíveis para outras aeronaves numa variedade de missões.
Dr. Erbschloe disse que uma maior aeronave de mobilidade aérea como o C-17, pode voar em formações que são potencialmente de fácil manutenção e que não requerem que os aviões fiquem muito próximos.
“Os vôos de teste foram executados em separações longitudinais de 4.000 pés ou maior”, disse William Blake, um dos principais desenvolvedores do $AVE no AFRL.
De acordo com os funcionários do AFRL, uma modificação do software do sistema de vôo do C-17 habilitou um sistema de precisão do piloto automático e do auto-throttle para assegurar que a aeronave dentro do vórtice atingisse e mantivesse a posição de vôo adequada, sem assistência ativa dos pilotos.
Com uma alteração no software do piloto automático, foi possível melhorar a precisão do voo dentro dos vórtices gerados pela aeronave na frente, mesmo ela estando a mais de 1.500 metros de distância. (Foto: U.S. Air Force)
“O piloto automático ocupou a melhor posição muito bem – mesmo perto do vórtice”, disse o capitão Zachary Schaffer, um comandante da aeronave C-17 num dos vôos de teste. “As condições de vôo eram muito seguras, e que foi realizada como qualquer voo de formação atual que fazemos.”
Outros pilotos encontraram diferentes níveis de qualidade nos voos e descobriram que alguns pontos de teste de vôo podem ser difíceis nos voos de longa duração.
“A chave será encontrar o equilíbrio certo de qualidade para melhorar a eficiência de combustível e de voo”, disse o major Eric Bippert, outro comandante da aeronave C-17 num dos vôos de teste.
Bippert disse que fazer parte do programa de teste com tantos talentosos engenheiros foi uma experiência marcante, e o conceito poderia, eventualmente, impactar no transporte aéreo mundial, em geral.
“O Comando de Mobilidade Aérea da USAF tem feito um trabalho muito bom e com eficiência no consumo de combustível no nível operacional”, disse Erbschloe. “O comando tem trabalhado para ganhar eficiência como na otimização dos roteamentos de vôo, reduzindo o peso, sempre que possível, e por não ter excesso de combustível. O $AVE oferece ganhos significativos de eficiência, se empregado em conjunto com essas iniciativas.”
Ele disse que os primeiros indícios mostram que os testes cumpriram os critérios do comando nos conceitos de segurança e minimização da tensão das tripulações e das aeronaves, sendo também operacionalmente viável com um retorno significativo sobre o investimento.
“O Comando de Mobilidade Aéreo consome 20 por cento do combustível usado pelo governo federal no geral, e por isso estamos constantemente à procura de formas pragmáticas para melhorar a nossa eficiência de combustível”, disse Erbschloe.
“A vantagem energética assegurada para a nossa Força Aérea só é possível através de iniciativas de energia revolucionárias como o $AVE”, disse o Dr. Mark Maybury, cientista-chefe da Força Aérea dos EUA, ao ouvir os resultados dos testes.
O conceito do $AVE foi anteriormente destacado no estudo Energy Horizons 2011, promovido pelo Secretário da Força Aérea e presidido por Maybury.
Os testes foram o ponto mais alto de um esforço contínuo e combinado entre o Comando de Mobilidade Aérea, o AFRL, a 412ª Ala de Testes, do Centro de Gerenciamento do Ciclo de Vida da Força Aérea dos EUA, da Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas de defesa (DARPA – Defense Advanced Research Projects Agency), da Boeing Company e do Centro de Pesquisas de Voo Dryden da NASA.
