As asas de avião que mudam de forma durante o voo estão a ser testadas como uma possível resposta a perturbações em pleno ar, incluindo situações que exigem maior estabilidade e controlo. A tecnologia ainda está em fase experimental, mas pode vir a influenciar a forma como certas aeronaves reagem a condições variáveis durante a viagem, como a turbulência.
O Centro Aeroespacial Alemão (DLR) realizou testes de voo com uma aeronave experimental não tripulada chamada PROTEUS, de acordo com um comunicado oficial de 16 de abril deste ano.
Com estes testes, o objetivo não é necessariamente “acabar com a turbulência”, mas desenvolver asas capazes de se adaptar em tempo real a diferentes condições de voo, tornando os aviões mais eficientes, mais fáceis de controlar e potencialmente mais seguros.
Asas que se adaptam durante o voo
O projeto chama-se morphAIR, abreviatura de “Morphing Technologies & Artificial Intelligence Research Group”. Segundo a fonte acima citada, esta investigação pretende demonstrar de que forma asas que mudam de forma podem melhorar o desempenho de voo e contribuir para aumentar a eficiência das aeronaves de asa fixa.
Para testar esta tecnologia, os investigadores usaram a aeronave experimental PROTEUS no Centro Nacional de Testes Experimentais para Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas, em Cochstedt, na Alemanha. A plataforma foi testada com asas convencionais de referência e também com asas deformáveis, permitindo comparar o comportamento dos dois conceitos.
“A asa deformável pode alterar a sua forma durante o voo, permitindo adaptar-se de forma ótima a diferentes condições de voo”, explicou Martin Radestock, responsável pelo projeto no Instituto de Sistemas Leves do DLR.
O que muda face às asas tradicionais
A principal diferença está no bordo de fuga da asa, ou seja, a zona posterior da estrutura. Nas asas deformáveis testadas pelo DLR, essa área pode alterar a sua forma de maneira contínua, graças ao sistema Hyperelastic Trailing Edge Morphing, conhecido pela sigla HyTEM.
Este sistema substitui os flaps e ailerons convencionais por vários pequenos atuadores distribuídos ao longo da envergadura. Em vez de criar movimentos separados e com descontinuidades entre secções, a asa ajusta o seu perfil em dez pontos, sem abrir lacunas na superfície, de acordo com as fontes oficiais consultadas.
“O conceito HyTEM substitui os flaps e ailerons convencionais por um sistema inteligente composto por vários pequenos atuadores distribuídos ao longo da envergadura. Estes podem ajustar com precisão os perfis da asa em dez pontos sem criar lacunas entre secções”, explicou Martin Radestock.
Mais eficiência e melhor controlo
Segundo o DLR, a forma contínua da asa ajuda a reduzir o arrasto do perfil. A tecnologia também permite influenciar de forma direcionada a sustentação, o arrasto induzido e o controlo da aeronave, o que representa uma vantagem para a aerodinâmica e para a mecânica de voo.
Além da eficiência, é destacada uma possível vantagem de segurança. Como as funções de controlo podem ser distribuídas por toda a asa, a aeronave pode ficar menos dependente de uma única superfície móvel, o que pode ajudar em situações de falha ou perturbação.
Inteligência artificial no comando da asa
O projeto inclui ainda um sistema de controlo de voo assistido por inteligência artificial, desenvolvido pelo Instituto de Sistemas de Voo do DLR. Este sistema foi criado para aproveitar os movimentos específicos da asa deformável e coordenar os vários atuadores distribuídos pela estrutura.
Durante o voo, o algoritmo adaptativo deteta quando o comportamento real da aeronave se afasta do modelo previamente treinado. A partir daí, atualiza os seus modelos internos e ajusta o controlo da asa, de forma a manter o comportamento de voo o mais estável possível.
No processo de treino, os investigadores simularam cenários de dano e falhas em superfícies de controlo individuais. Assim, o sistema aprende a reconhecer alterações em voo e a usar os atuadores restantes para compensar eventuais problemas.
Sensores ajudam a perceber o estado do ar
Outro elemento importante do projeto é a reconstrução da distribuição de pressão na superfície da asa, mesmo com poucos dados de medição. Esta capacidade foi desenvolvida pelo Instituto de Aerodinâmica e Tecnologia de Escoamento do DLR para a aeronave PROTEUS.
Na prática, o sistema consegue comparar o campo de pressão reconstruído com o estado esperado e identificar desvios locais. Esses desvios podem ser interpretados como perturbações relevantes, permitindo que a aeronave ajuste a asa de forma mais informada durante o voo, de acordo com a mesma fonte.
Testes ainda são uma primeira etapa
Os ensaios iniciais serviram sobretudo para demonstrar a aeronavegabilidade básica e a integração do sistema. O DLR sublinha que estes testes são uma base para futuras campanhas de medição e novas investigações, não uma tecnologia já pronta para aviões comerciais de passageiros.
Ainda assim, o projeto mostra um caminho possível para aeronaves capazes de reagir melhor a condições variáveis. A própria página oficial do morphAIR refere que os testes em voo são importantes porque medições como consumo de combustível e alterações nas características de voo não podem ser totalmente avaliadas apenas em ensaios de solo ou túnel de vento.
O PROTEUS usado no projeto tem uma envergadura de 2,5 metros, peso máximo de descolagem aproximado de 30 quilos e velocidade máxima aproximada de 300 quilómetros por hora. O DLR refere ainda que os resultados serão aprofundados no âmbito do projeto UAdapt, centrado na adaptação de asas em aeronaves não tripuladas.
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