Convencionemos que voar supersônico seja “voar em alta”, e voar subsonicamente seja então “voar em baixa”. Desse modo mais geral, podemos assimilar melhor como essas duas categorias de voo acontecem, às vezes simultaneamente. Muito pouca gente sabe, mas uma aeronave projetada para voar supersonicamente normalmente voa em baixa, por reações aerodinâmicas totalmente diferentes das de um voo comum, e também em alta de modo totalmente a par das leis de baixa velocidade. Isso quer dizer que a asa vai obedecer a princípios não comuns em baixa aos aviões convencionais. Partindo desse princípio, podemos entender a ideia básica do voo de alta: Ações do piloto e reações da aeronave muito diferentes do voo de baixa.
Desde a descoberta da barreira do som, foi possível perceber que as aeronaves não lograriam êxito em ultrapassá-la facilmente. Eram do conhecimento do homem suas dificuldades e desafios. O que ainda não se conhecia era o que seria preciso fazer para ultrapassar essa barreira. Tão logo as tentativas começaram, o mundo entrou em uma verdadeira corrida. Países competindo, indústrias tentando promover seus nomes, e os aviões avançando em tecnologia a cada dia.
A barreira do som nada mais é do que compressibilidade do ar quando este é forçado pelo deslocamento da aeronave. Em baixas velocidades, o ar consegue se moldar à força que o avião faz no meio, resistindo normalmente ao deslocamento e conseguindo “avisar o ar à frente” que atrás vêm forças para o perturbar. Um boa comparação é quando caminhamos numa piscina: as ondas vão se formando no sentido da nossa trajetória, e se acumulando na borda da piscina. Da mesma forma o ar se comporta, formando ondas e se acumulando à frente da aeronave em uma barreira.
Para que essa barreira seja rompida, é preciso que o deslocamento aconteça tão rápido que não seja possível para as ondas se propagarem à frente. Ou seja, é preciso deslocar-se antes mesmo das ondas se comunicarem à sua frente, encontrando assim, no caso da piscina, uma água sem baldeação e não “avisada” da sua chegada. O ar funciona exatamente da mesma forma: é preciso se voar a uma velocidade que supere a velocidade de propagação dessas ondas no ar, e possa deixar o ar à frente intacto de movimento, sem resistência ou perturbação. Isso resume o que é romper a barreira do som.
Acredite, é muito mais fácil falar do que fazer. Existem muitos fatores que impedem até mesmo a aproximação do avião dessas ondas já criadas. Como sabemos, o arrasto aumenta drasticamente com a velocidade. Então, quanto mais rápido o avião tentar voar para ultrapassar a velocidade das ondas, mais arrasto e mais potência vão ser empregados. Esse arrasto, curiosamente, chega a um ponto crítico, e de repente cai absurdamente, como se depois da onda as coisas ficassem “mais fáceis”. Esse ponto crítico se chama Mach de divergência, ou Mach div.
Os pontos mais importantes a se falar do voo supersônico são justamente esses pontos de arrasto, que a aeronave passa até conseguir chegar à velocidade requerida. Existem pontos, por exemplo, que simplesmente invertem os comandos do avião, e um computador para compensar essas mudanças de comandos é indispensável para tornar esse tipo de voo possível. Na continuação da semana, vamos seguir vendo os desafios que essas etapas críticas trazem à aeronave que se propõe a voar supersonicamente, e entender as saídas adotadas pelos engenheiros.
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