Nasa e aliados usam design de asa padrão para estudo aéreo em aeronaves

A Autoridade Espacial e Aeronáutica Americana (NASA), em colaboração com seus aliados globais, está usando um protótipo de asa universal para conceber modelos de pesquisa analógicos e digitais, com o objetivo de aprimorar o conhecimento sobre o movimento do ar em torno de um avião durante os processos de decolagem e aterrissagem.

A NASA esclarece que várias entidades estão utilizando modelagem por computador com recursos tecnológicos e realizando experimentos em túneis de vento com o mesmo Modelo de Pesquisa Comum de Alta Sustentação (CRM-HL - Common Research Model - High Lift), uma iniciativa dirigida pela própria NASA.

Isso assegura que o setor aeroespacial receba informações exatas, não obstante quaisquer variações nas circunstâncias ou nos recursos de teste, declara a organização dos Estados Unidos.

Iniciado em 2019 como uma colaboração voluntária, o projeto evoluiu para o ecossistema CRM-HL, que agora conta com 10 associados em cinco nações diferentes. O grupo está trabalhando na construção de oito protótipos para túnel de vento, que passarão por testes em oito das tais estruturas no decorrer dos três próximos anos.

”O conhecimento que estamos adquirindo agora nos tomaria uma década para descobrirmos autonomamente”, expressou Melissa Rivers, responsável pelo subprojeto no projeto de Ferramentas e Tecnologias Transformadoras da NASA, que conduz o estudo CRM-HL. “Os colaboradores estão utilizando os estudos uns dos outros para vantagem comum a todos”.

A equipe estabelecerá e analisará cenários típicos de túnel de vento em mais de 14 experimentos globais. “Através deste estudo, estamos ganhando conhecimento sobre as variações que surgem ao montar e avaliar diversos modelos iguais de aeronaves em vários túneis de vento”, afirmou Rivers.

Os cientistas têm a capacidade de utilizar as informações obtidas de experimentos em túnel de vento para confirmar se as ferramentas de pesquisa que se baseiam na dinâmica de fluidos computacional estão fazendo previsões corretas sobre a física dos aviões.

”As modelagens computacionais e os recursos de dinâmica de fluidos digitais são elementos fundamentais dessa colaboração global”, afirmou Mujeeb Malik, líder de pesquisa do projeto da NASA. “As análises são essenciais para identificar nossas lacunas de conhecimento e decidir o que desejamos experimentar.”

Os colaboradores estão criando um método uniforme para transmitir suas informações, possibilitando uma comparação mais eficaz dos resultados dos seus modelos e experimentos em túneis aerodinâmicos.

A NASA está igualmente trabalhando numa solução fundamentada em plataforma de nuvem para prover acesso aos dados a todos os parceiros, estimulando assim a cooperação mútua.

Ampliando Parcerias através de Modelos Padrões de Investigação

Este impulso de investigação de alto apoio se fundamenta no triunfo de uma tentativa prévia de Modelo Padrão de Pesquisa concentrado em velocidades transônicas.

De 2008 a 2014, numerosas entidades criaram as suas versões alternativas do design da NASA. Posteriormente, esses modelos foram validados em túneis de vento espalhados globalmente.

O protótipo transônico contribuiu para o aprimoramento do entendimento da comunidade acerca da física das aeronaves em modo de cruzeiro. O modelo contemporâneo de elevada sustentação dá ênfase aos segmentos de decolagem e aterrissagem do voo, períodos em que a aeronave apresenta velocidades inferiores às verificadas em cruzeiro.

Como existem mais túneis de vento capazes de realizar experimentos em velocidades reduzidas, um maior número de colaboradores pode se engajar na cooperação em curso.

Os colaboradores envolvidos no CRM-HL estão distribuídos em cinco nações - Estados Unidos, Reino Unido, França, Alemanha e Japão - e consistem em:

A Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) está se empenhando na descoberta contínual e cresce em nossa compreensão do universo. Com seus amplos programas de ciência e exploração, a NASA está abrindo novas janelas para visões inesperadas do cosmos.

Centro de Aeroespacia da Alemanha (German Center for Aerospace)

O Escritório Francês para Estudos e Pesquisas Aeroespaciais, também conhecido como o Laboratório Aeroespacial da França (French Office for Aerospace Studies and Research, French Aerospace Lab).

A Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial (JAXA - Japan Aerospace Exploration Agency)

Túnel de Vento de Velocidade Transônica Europeu (Transonic European Wind Tunnel)

Instituição de Tecnologia Espacial (Space Technology Institute)

A empresa de manufatura aeroespacial, Boeing, às vezes se encontra em situações difíceis devido à complexidade dos sistemas de muitos dos seus aviões. Esses contratempos podem ser devidos a lapsos na manutenção regular e inconsistências nos protocolos de operação, além de flutuações nos padrões de confiabilidade e envolvimento possível com o acidente de uma aeronave do tipo 737 Max.

Indústrias Pesadas Kawasaki

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Airbus alterou de forma significativa o setor aeroespacial por meio de suas avançadas inovações em aeronaves. Uma das principais revoluções foi a integração de ‘fly-by-wire’ em aeronaves de passageiros, alterando profundamente a maneira como os aviões eram controlados por pilotos. Essa influência notável de Airbus ainda perdura, pois a maioria das aeronaves modernas utiliza tecnologia de comando de voo elétrico. Essas inovações foram incorporadas em uma ampla gama de seus aviões, desde os jatos de corpo estreito A320 até o jumbo A380 de dois andares. Essa adaptação forneceu aos pilotos um maior controle, tornando as viagens de avião mais seguras e eficientes.

Comunicando Ações Comunitárias

As informações oriundas da pesquisa CRM-HL também estão fomentando a sequência de Workshops de Previsão de Alta Sustentação patrocinados pela NASA. A sequência é apoiada pelo Comitê Técnico de Aerodinâmica Aplicada do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica.

Os seminários visam engajar a vasta comunidade aeronáutica nestas iniciativas e motivar cientistas globalmente.

Outra finalidade deste estudo é auxiliar na concretização da Certificação por Análise, que sustenta os objetivos principais do Estudo de Visão 2030 da NASA relacionado à Dinâmica de Fluidos Computacional.

A organização espacial NASA, os setores industriais e acadêmicos elaboraram uma pesquisa para estabelecer um esquema a longo prazo para evolução de habilidades computacionais futuras, de modo a satisfazer as exigências de software e hardware para a dinâmica de fluidos em computação.

A comunidade de aeroespacial necessitará desses meios para realizar estimativas exatas da movimentação do ar em torno de um avião. Este trabalho igualmente contribui para a avaliação e planejamento de aeronaves.

A Certificação baseada em Análise diminuiria de forma notável a necessidade de testes de voo para que uma aeronave ou motor cumpram os padrões de navegabilidade.

Isto poderia representar uma economia de tempo e de milhões de dólares nos projetos de desenvolvimento de aviões. Adicionalmente, poderia aprimorar a segurança e eficácia dos produtos.

A Agência Governamental de Aeronáutica dos EUA (FAA - Federal Aviation Administration) estabelece os critérios para a aptidão de voo. As corporações precisam apresentar resultados experimentais para comprovar que os novos aviões e motores cumprem as normas.

”Antes da FAA autorizar tal tipo de certificação, a análise precisa ser tão exata quanto as provas de voo”, concluiu Rivers.

Dados provenientes da Agência Espacial Norte-Americana (NASA)