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O protótipo de motor a jato que promete chegar em qualquer ponto do globo em duas horas

O motor em teste em um túnel de vento, (Handout).

Cientistas chineses construíram, ao longo dos últimos meses, um protótipo de motor a jato futurista que promete chegar em qualquer local do planeta Terra em duas horas. O motor alcançaria velocidade Mach 16 – isto é, 16 vezes a velocidade do som, segundo os cientistas. Para se ter ideia, a aeronave tripulada mais rápida da história foi o protótipo North American X-15, que chegava a Mach 6 (10 a menos), e nem era jato – era um motor de foguete, além de ser militar, e não comercial.

Há diversas apostas para viagens rápidas pelo planeta. Entre elas estão o Hyperloop, proposta por equipes da SpaceX e da Tesla – uma cápsula de transporte de passageiros que viaja em altíssimas velocidade em um túnel a vácuo -, os túneis da The Boring Company, também de Elon Musk e ideias como viagens de foguete, que chegariam em qualquer ponto da Terra em pouquíssimo tempo, com o Starship, da SpaceX. Elon Musk é bastante futurista, mas os chineses também visam entrar nesse mercado. 

Considerando as ideias futuristas de Musk, você notou a falta de um motor a jato supersônico? Bom, já a consideraram uma ideia bastante promissora no passado. Exemplo é o Concorde, um famoso avião supersônico comercial. Ele nasceu de um consórcio entre as empresas British Aircraft Corporation e Aérospatiale. No entanto, por diversos problemas técnicos, o aposentaram.

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O protótipo de motor a jato

É muito difícil construir um avião supersônico. Há diversas questões aerodinâmicas tanto na estrutura da aeronave, quanto no funcionamento do motor. Para jatos militares, já domina-se isso. Mas aviões comerciais supersônicos são um desafio maior, tanto pelo tamanho, quanto pelo peso e pelo conforto dos passageiros. Se um jato supersônico já é difícil, imagine um hipersônico, que é ainda mais rápido. Então, muitos acreditam que foguetes e túneis à vácuo sejam mais simples e mais promissores. 

O brilho do motor em operação. (Jiang Zonglin).

Mas com o sodramjet, aparentemente os cientistas chineses toparam o grande desafio. A velocidade do som é de 1216 km/h. Isto é, os cientistas apostam em chegar a quase 20 mil km/h (Mach 16 equivale a 19.456 km/h). Eles descreveram o experimento no periódico Chinese Journal of Aeronautics

O protótipo possui um design e um princípio de funcionamento bastante simples. Primeiro, eles apostaram em não adicionar nenhum parte móvel. Isso torna o modelo menos exposto à danos e problemas, além de deixar a construção mais simples e segura. Há três componentes principais que integram o motor: uma entrada de ar com apenas um estágio, um injetor de combustível e uma câmara de combustão. 

O motor, portanto, segue o princípio ramjet. Diversos protótipos de aeronaves hipersônicas pelo mundo trabalham com princípios de scramjet e ramjet para altas velocidades. Basicamente, motores a jato comum possuem sistemas de compreensão de ar. Mas o ramjet não. Ele utiliza a própria velocidade para comprimir o ar. 

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Ramjet. (Wikimedia Commons).

Outro ponto é que ele utiliza como combustível o hidrogênio, e não o querosene e outros tipos de combustíveis derivados do petróleo, como motores a jato convencionais. 

Desafios

O principal desafio dos pesquisadores era lidar com o fato de que as ondas de choque apagavam a chama do combustível. Mas nos anos 1980 o engenheiro Richard Morrison propôs utilizar a energia das próprias ondas de choque para reacender o combustível continuamente.

Só que sua ideia foi deixada de lado. Os americanos e outros pesquisadores ocidentais focaram mais no Scramjet, que utiliza princípios diferentes para lidar com esses problemas, mas não alcançam velocidades acima de Mach 7 e consomem muito combustível, impossibilitando viagens tão rápidas. 

Então, a equipe chinesa focou no ramjet. Eles testaram o motor em um túnel de vento a Mach 9. Eles conseguiram manter a combustão utilizando a ideia de Morrison. Agora, eles precisam lidar com os próximos problemas e fazê-lo alcançar o prometido Mach 16. Claro que isso é um avanço ainda apenas no motor. Há outros problemas relacionado à estrutura do avião em si. Portanto, não veremos aviões hipersônicos comerciais tão rápido. 

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O estudo foi publicado no periódico Chinese Journal of Aeronautics.

Com informações de IFL Science e South China Morning Post

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É divulgador científico por paixão. Gradua-se em Física pela UFSCAR e atua principalmente na Ciencianautas e SoCientífica.


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