“Hipsônico” refere-se a velocidades superiores a Mach 5 ou cinco vezes a velocidade do som. Isso equivale a aproximadamente 3.800 milhas por hora, uma velocidade que pode levá-lo ao redor do equador em menos tempo do que um jato de passageiros padrão leva para voar de Nova York a Londres. As velocidades hipersônicas fazem com que os caças supersônicos mais avançados pareçam caracóis, então, naturalmente, a Força Aérea dos Estados Unidos está morrendo de vontade de aproveitar esse poder. O Pentágono desenvolveu planos para jactos hipersónicos em várias ocasiões ao longo das últimas duas décadas, mas devido aos desafios inerentes à tecnologia, ainda não vimos qualquer progresso para além da fase de testes de aeronaves hipersónicas. Tudo o que a Força Aérea tentou até agora foi incrivelmente ineficiente, extremamente perigoso ou, na maioria das vezes, ambos.
O voo supersônico acarreta muitos riscos, desde as ondas sonoras prejudiciais dos estrondos sônicos até os efeitos físicos brutais sobre os pilotos, até o custo de milhões de dólares ao longo do caminho. A expansão para velocidades hipersônicas amplifica todos esses problemas e acrescenta um problema mais significativo. Um dos maiores desafios para alcançar o voo hipersônico é o fenômeno do aquecimento aerodinâmico. Simplificando, quanto mais rápido um avião voa, mais atrito ele cria com o ar circundante, e isso pode gerar uma grande quantidade de calor. O Pentágono deve encontrar uma forma de proteger os seus aviões de combate deste calor, ou os pilotos enfrentarão mais perigo dos seus próprios aviões do que de qualquer inimigo.
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Na berlinda
Míssil hipersônico em ilustração de computador em voo – Olena Bartyeniva/Getty Images
Os testes de voo mediram o aquecimento aerodinâmico gerado por aeronaves hipersônicas, e os números são verdadeiramente surpreendentes. Uma aeronave voando a Mach 5 registrou temperaturas de superfície de até 3.500 graus Fahrenheit. É quente o suficiente para derreter o titânio, então, para evitar que os aviões hipersônicos queimem durante o vôo, os engenheiros devem criar ligas de níquel personalizadas para a fuselagem. Lembre-se, Mach 5 é o limite para o voo hipersônico. Acima de Mach 5, as temperaturas dentro da camada de choque que envolve a aeronave podem subir acima de 10.000 graus, e mesmo o material mais duro da Terra pode não ser forte o suficiente para suportar voos hipersônicos de longo prazo.
O aquecimento aerodinâmico também traz alguns efeitos colaterais perigosos. Em altas velocidades hipersônicas, o calor pode se tornar intenso o suficiente para separar as moléculas de oxigênio e nitrogênio do ar. A quebra destas ligações químicas deixa para trás radicais livres altamente reativos, que aceleram reações químicas como a oxidação, corroendo rapidamente os materiais de construção. Grandes mudanças de temperatura fazem com que a fuselagem se expanda e contraia, o que pode causar rachaduras no avião. Essas fraquezas podem ser fatais para os pilotos, e é por isso que ninguém jamais foi capaz de voar em velocidades hipersônicas antes. Bem… quase ninguém.
Exemplo de aeronave hipersônica
Pouso de aeronave X-15 da NASA – Bettmann / Getty Images
Até o momento, apenas duas aeronaves tripuladas atingiram velocidade hipersônica. Um deles foi o ônibus espacial durante a reentrada e o outro foi o X-15, uma aeronave experimental movida a foguete testada pelo governo dos EUA na década de 1960. O X-15 realizou 199 voos de teste e, em um desses voos em 1967, o piloto da Força Aérea Pete Knight atingiu Mach 6,7 (4.520 mph).
O X-15 nunca entrou em serviço. Foi ineficiente, exigindo o lançamento da asa de um bombardeiro B-52 voando a pelo menos 600 mph. Uma vez no ar, ele consumiria todo o combustível em menos de dois minutos, após os quais a aeronave se tornaria nada mais do que um planador pesado, extremamente difícil de manobrar. Mais de um mês após o voo recorde de Knight, o colega piloto Michael Adams morreu quando seu X-15 girou e caiu. No ano seguinte, o projeto foi descontinuado.
Aeronaves não tripuladas atingiram velocidades ainda mais altas, com o recorde histórico detido pelo jato X-43 da NASA, que atingiu Mach 9,6 em um vôo de teste em 2004. No entanto, este acabou sendo o último vôo do X-43. Enfrentou os mesmos problemas de ineficiência que o X-15. Apenas três embarcações foram construídas e uma foi destruída em um acidente que teria sido fatal se fosse gerenciado. Embora as conquistas recordes sejam emocionantes, estes acidentes horríveis mostram por que a NASA e a Força Aérea ainda têm muito trabalho pela frente.
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