QUANDO AS PEDRAS VOAM

Entre as décadas de 60 e 70, uma série de aviões sem asa foram testados na base aérea de Edwards, na Califórnia. Conhecidos oficialmente como "lifting bodies", foram apelidados carinhosamente de "pedras voadoras" pelos pilotos de testes.
Estes aviões escreveram um capítulo à parte da história da aviação, capítulo este que provavelmente ainda não inteiramente encerrado.
Tecnicamente, uma aeronave do tipo "lifting body" é aquela que dispensa o uso de asas, gerando sustentação através da conformação da própria fuselagem. Em teoria, seria exatamente o oposto a uma asa voadora (como é o bombardeiro B-2), mas estas duas classes de aeronaves possuem muitas tecnologias em comum.
Esta estranha configuração foi pensada para veículos que entrassem em órbita.
No vácuo do espaço, asas seriam um peso morto que os foguetes precisariam empurrar ao custo de muito combustível. Porém, uma vez de volta à atmosfera, um veículo com capacidade de planeio poderia descer como um avião em uma pista convencional, em vez de uma cápsula que desceria sem controle com paraquedas.
Por terem área de sustentação pequena para seu volume e peso, a razão de planeio (relação de quanto a aeronave avança para cada unidade de altitude perdida) era muito baixa, dando a impressão que estava mais caindo que realmente voando, exigindo muita habilidade do piloto de testes.
A má impressão que causavam é que lhes garantiu o apelido de "pedras voadoras" pelos pilotos.
A história destas aeronaves começa 20 anos antes.
Em dezembro de 1941, os Estados Unidos entram na Segunda Guerra Mundial, e a Alemanha sabia que teria de atingir o território americano para vencer a guerra.
O Dr. Eugen Sänger, outro membro importante da VfR (leia mais aqui), planejou o uso de um bombardeiro orbital, o chamado bombardeiro antípoda, para bombardear Nova York a partir do espaço, e com o regresso da aeronave para o território alemão.
O "pássaro de prata" alemão era um avião-foguete, que retornaria à Terra por vôo planado. Qualquer semelhança com o ônibus espacial não é mera coincidência.
Com o desenrolar da guerra, este e outros projetos avançados foram deixados de lado. Com a capitulação da Alemanha, os arquivos com toda série de estudos e seus autores foram capturados por americanos e russos, e a análise do material demandou anos.
Em 1957, vários estudos avançados em aerodinâmica, foguetes e lançamentos balísticos vinham sendo desenvolvidos pelos Estados Unidos. Esta fase foi marcada pelo enorme sucesso com o X-15, que voava a Mach 5 na estratosfera.
O X-15 pertencia a série de aeronaves experimentais "X", era o herdeiro direto do X-1 em sua missão de voar cada vez mais alto e mais veloz.
Neste mesmo ano, os russos colocam no espaço o Sputnik I, o primeiro satélite artificial, colocando em pânico os militares americanos. Do espaço era possível espionar e bombardear o território americano com impunidade, e mesmo outras possibilidades ainda nem tinham sido imaginadas.
Dando continuidade ao trabalho com o X-15 de voar mais alto e veloz, e ao mesmo tempo colocar o espaço ao alcance dos militares, foi criado o projeto X-20, também conhecido como "Dyna Soar".
O X-20 teria a capacidade de fazer uma reentrada planada e controlada na atmosfera, realizando manobras em "S" para dissipar a energia, ao invés da reentrada balística abrupta das cápsulas, tornando o processo muito mais suave.
O projeto X-20 foi cancelado em dezembro de 1963.
Contra ele pesavam o alto custo do projeto e a duplicação de esforços e recursos numa época em que os Estados Unidos estavam atrás na corrida espacial, além da opinião pública contrária a um projeto militar de ocupação do espaço.
Os astronautas que estavam sendo treinados para voar no X-20, a maioria vinda do projeto X-15 passaram para a Nasa, ficando em destaque o nome de Neil Armstrong.
O X-20 não era um lifting body pleno, já que possuia asas, mas serviu de base para esta nova geração de aeronaves.Seu cancelamento em estágio avançado foi um duro golpe. O X-20 estava pelo menos 10 anos à frente das cápsulas Gemini e Soyus desenvolvidas pelos dois lados.
Ainda em 1963, aparece o primeiro lifting body, o M2F1.
Esta aeronave experimental foi contruída numa garagem, e seus primeiros testes de voo foram feitos por reboque com um automóvel, evidenciando a origem singela do projeto.Voos posteriores foram feitos por reboque por um avião monomotor, tal e qual um planador.
O M2F1 fez 77 vôos com grande sucesso, sendo cinco deles com o piloto Chuck Yeager. A ideia foi comprada pela Northrop, que criou uma versão mais avançada e pesada, o M2F2.
Carregado sob a asa de um B-52, o M2F2 era lançado em vôo planado, da mesma forma como era feito com o X-15.
O M2F2 realizou 16 vôos planados, mas antes que fosse feito um teste com foguete de aproximação final de pouso, o piloto Bruce Peterson sofreu um acidente.
Como parte das atividades do voo, ele induziu oscilações de rolagem, das quais ele se recuperou sem problemas. Entretanto, ao chegar na aproximação para a pista, percebeu que estava em rota de colisão com o helicóptero de resgate. A manobra o tirou do alinhamento da pista, e ele teve de pousar em terreno acidentado, capotando seis vezes.
A volumosa estrutura do M2F2 o protegera do acidente, mas ele feriu a mão esquerda e perdeu o olho direito numa infecção hospitalar.
A história do acidente do M2F2 e os ferimentos do piloto inspiraram o motivo do seriado de TV "The Six Million Dollar Man" (no Brasil, "Cyborg - O Homem de Seis Milhões de Dólares"), e imagens do voo e do acidente foram aproveitadas na abertura e no episódio de estreia do seriado. Entretanto, a aeronave mostrada sendo lançada do B-52 é a do HL-10.
Estas são as mais populares imagens dos lifiting bodies.
O M2F2 acidentado foi recuperado, quando aproveitou-se para instalar mais uma deriva central para melhorar a estabilidade lateral. Este aparelho reconstruído recebeu a designação de M2F3.
O M2F3 mostrou-se superior em estabilidde e manobrabilidade ao M2F2 que lhe dera origem.
Outra importante modificação, implementada posteriormente, foi o uso de um stick de controle, posicionado lateralmente, como tem sido usado hoje em aviões comerciais como os Airbus e Embraer.
Outro projeto relevante da Northrop durante o mesmo período foi o HL-10.
Este lifting body foi o que voou mais rápido (o único entre os originais a ultrapassar a barreira do som) e o que voou mais alto. De todos os lifting bodies, foi o mais significativo na coleta de dados que serviriam posteriormente para o projeto do ônibus espacial. Seus testes evidenciaram principalmente que o futuro ônibus espacial poderia dispensar qualquer tipo de propulsão para auxiliar o vôo planado de retorno.
Enquanto o a Northrop trabalhava nos M2F2/M2F3 e HL-10, a Martin Marieta, divisão da Boeing contratada a construção do X-20, enveredou por outra linha de testes.
Seus projetistas imaginaram uma aeronave com aerodinâmica estabilizada por um efeito similar ao de uma peteca. O resultado foi um lifting body bulboso.Porém, antes de construir o lifting body, a Martin Marieta fez testes com uma miniatura instrumentada que foi impulsionada por um foguete em trajetória balística e posterior resgate no ar por um avião Hércules especialmente adaptado.
O objetivo era verificar as qualidades do desenho em uma condição real de manobra durante a reentrada na atmosfera.
Esta miniatura, designada SV-5D pelo fabricante é conhecida oficialmente como X-23A Prime (Precision Reentry Including Maneuvering reEntry). Três unidades foram testadas, sendo que as duas primeiras se perderam no Oceano Pacífico por falhas nos paraquedas. A terceira funcionou plenamente e foi resgatada.
O X-23A testou uma configuração de escudo térmico de cerâmica para reentrada, montado na aeronave como uma luva. A análise do terceiro veículo de provas pelo pessoal da Nasa indicou que ela "estava pronta para novo uso" após o voo.
Após os testes do X-23A, o mesmo desenho foi utilizado para criar o X-24A.
O último dos lifting bodies originais foi o X-24B. Seu objetivo era testar novas formas aerodinâmicas mais adequadas para a fase de reentrada, com fundo plano.Apesar de visualmente muito diferente, o X-24B é o mesmo X-24A reconstruído para as novas formas. Os testes com o X-24B terminaram em 1975, e serviram para definir vários detalhes aerodinâmicos do ônibus espacial.
Com o fim destes testes, termina a história dos lifting bodies originais.
Além de testarem configurações aerodinâmicas não convencionais, eles serviram de laboratório para tecnologias inovadoras de diversas áreas, como os controles assistidos tipo fly-by-wire.

Porém, eles deixaram uma herança. Outros projetos posteriores, todos cancelados ou que não passaram da fase de protótipo. São desenhos que retornam de forma recorrente, mostrando a força do conceito.
Os principais projetos posteriores, dignos de menção foram:
- O russo Mig-105 Spiral
- O europeu Hermes, para que os países da comunidade europeia pudessem alcançar por conta própria a estação espacial "Alpha", depois batizada de "Freedom".
- O X-33 Venture Star, escolhido como substituto para o ônibus espacial e posteriormente cancelado:
- O X-38, que deveria ser um "bote salva-vidas" para a tripulação da estação espacial internacional:
Fato curioso sobre o X-38 é que seu projeto é uma adaptação do projeto do X-23A/X-24A. Sendo um desenho já testado e aprovado tanto na reentrada como no planeio final, este reaproveitamento tornou o projeto muito mais rápido e barato.
Agora o programa espacial americano chegou a uma encruzilhada. Ele passa por contínuos cortes de verbas da Nasa e a aposentadoria dos ônibus espaciais sem que um substituto tenha sido escolhido e fabricado.
No fim do governo Bush, o programa passou por uma reformulação, deixando a estação espacial internacional de lado e voltando-se novamente para a Lua. Para tal, foi apontado um substituto baseado em uma cápsula semelhante à Apollo, porém maior, chamada Orion.
Agora o governo Obama aponta para um desmantelamento da Nasa e incentivo para que a iniciativa privada crie e mantenha uma frota de espaçonaves.
O futuro está completamente em aberto.E nada impede que as pedras voltem a voar, mais rápidas e mais alto do que nunca.
AAD

22 comentários :

  1. AAD,

    Eu adorei esse post porque durante 2 anos fiquei estudando essa historia.

    Tenho um videos em casa do lifting bodies da NASA e a Discovery channel fez tambem uma serie na decada de 90.

    Muito legal.

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  2. André,
    espetacular assunto. Obrigado por esse texto.

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  3. Post espetacular! Parabéns! Muitas aeronaves construídas atualmente são vindas de projetos germanicos. Como muito bem dito no post, esses projetos acabaram nas mãos de norteamericanos e russos.

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  4. Esse assunto é fantástico e muito bem vindo!
    Infelizmente o governo Obama tem sido uma grande decepção. Isso me faz lembrar da irresponsabilidade que foi dar um Premio Nobel a ele, sem que ele tenha tido sequer 1 ano de governo.
    Só um cara sem um mínimo senso de Tecnologia e Engenharia poderia desmantelar um programa da NASA. A NASA deveria ser sempre uma prioridade máxima do governo americano, afinal, quase todas as grandes conquistas espaciais tem o dedo dela.
    Noutro post foi dito que apenas 10% dos americanos são inteligentes, e os outros 90% são um bando de imbecis. Até então os 10% de inteligentes é que ditavam os rumos do país, mas parece que finalmente os 90% vão passar a dominar.
    Acho que o Michael Moore tinha razão: os 90% continuam se multiplicando a taxas exponenciais, enquanto que os 10% estão diminuindo.

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  5. Post maravilhoso! Desconhecia completamente a história desses lifting bodies.

    É mesmo triste saber que a NASA passa por reformas às avessas, ou seja, não pode se esperar nada de melhor, mas sim uma piora da entidade.

    Para mim, que sempre me interessei por astronomia e astronáutica, é uma realidade nada animadora...

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  6. Arnaldo Keller24/02/10 09:23

    André,

    Muito interessante!
    Não sabia dessas pedras voadoras.
    Já vi que metendo um jato no Fusquinha ele voa pro espaço na boa. As formas se parecem.

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  7. Uau. Um auto entusiastas aéreo e bem instrutivo. Esse assunto me fascina.
    O ruim é que não existem (até onde sabemos) outros estudos e avanços nessa área que provoca inúmeras utilidades no dia a dia, sendo a mais notável a própria internet.
    Acho que quem vai dar o próximo salto tecnológico, será a China, pois ali se trabalha a longo prazo e com objetivos bem traçados. Creio até que eles chegam na Lua antes dos americanos nessa nova fase.

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  8. Zé da Silva24/02/10 10:42

    André
    Obrigado pela aula maravilhosa, após a leitura, tive um orgasmo cósmico !

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  9. Marcelo R.24/02/10 13:26

    Excelente post! Parabéns!

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  10. Bera Silva24/02/10 13:32

    É hora do "Efeito Nasa" ser mostrado mais claramente pelos meios de comunicação e pelos "intelectuais", mostrando os benefícios das tecnologias ali empregadas para a população em geral. O povo americano tem que entender que enquanto eles freiam a Nasa, os chineses e os russos continuam desenvolvendo tecnologia (inclusive bélica). Tive uma aula sobre FEA (Análise de Elementos Finitos) e foi dito que o programa NASTRAN foi desenvolvido pela NASA. Como a NASA é pública, as cópias do programa foram publicadas, possibilitando que particulares criassem seus próprios programas baseados no NASTRAN. O benefício disto é óbvio e visível em toda a indústria e por conseqüência para todos os consumidores.
    Interessante evolução duma "pedra de garagem" até o ônibus espacial.

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  11. NASTRAN é da NASA? Poxa, eu já utilizei este programa e não sabia!
    Esse tipo de informação é do canário!!!
    Aqui no AE costuma-se reclamar quando o governo se mete a fazer coisas. Mas existem atividades que só um governo teria interesse, pois financeiramente dão prejuízo. Não adianta, o governo pode ser nosso eterno inimigo, mas a existência dele é um mal necessário. :-(

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  12. Carlos Galto24/02/10 15:47

    Entusiasta de terra e ar e vácuo!! Sensacional!!
    Agora falta um dos aviões/navios que atravessavam os mares internos da URSS voando como gigantescos hovercrafts de asas invertidas (esquecí o nome daquilo).

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  13. Carlos Galto24/02/10 15:50

    Lembrei!!
    Ekranoplano!!

    E vamos construir pedras voadoras!!! É o que o tio Obama quer!

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  14. André,
    Que presentaço você nos deu! Que história!

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  15. Carlos Galto: Não seriam os ekranoplanos?!

    A série X de aeronaves dos EUA tem muita história...


    Belíssimo post

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  16. Mister Fórmula Finesse25/02/10 09:21

    Maravilha de post, é impossível ver a foto do avião nazi e não lembrar da sequência de animação do disco The Wall do P.Floyd.

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  17. caralhos voadores

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  18. Ai "Seu" Gryphon!!!

    Uma aula novamente!!!

    :D

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  19. O post é mt bom, mas pelo q eu li no livro Anjos e Demonio de Dan Brown o X-33 nao foi totalmente esquecido, pois todos os fatos q aparecem no livro sao reais

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  20. Não, Não, cara que loucura! ERA PRIMEIRO FREEDOM E DEPOIS POR CAUSA DE CORTES SURGIU A ALPHA, MAS NA ALPHA SE APROVEITARIA A ESTAÇÂO ESPACIAL MIR, A FREEDOM ERA TOLTAMENTE AMERICANA BY RONALD REAGAN, QUE LOUCURA CARA, LOUCURA!

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