Tecnologia Quiet Spike: Supressão de Estrondos Sônicos
Pontos principais
- Colaboração entre Gulfstream Aerospace e NASA Dryden para reduzir estrondos sônicos.
- Utiliza uma lança retrátil de materiais compostos que fragmenta a onda de choque em três ondas menores.
- O projeto completou mais de 50 voos de teste utilizando um F-15B como plataforma.
- Recebeu o Aviation Week Laureate Award em 2008.
O Quiet Spike foi um programa de pesquisa colaborativo desenvolvido entre a Gulfstream Aerospace e o Centro de Pesquisa de Voo Dryden da NASA. O objetivo central do projeto era investigar métodos para a supressão de estrondos sônicos, buscando mitigar o impacto acústico de aeronaves que voam acima da velocidade do som.
A tecnologia, cuja patente foi publicada junto ao Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos em 2004 e pertence à Gulfstream Aerospace, visava criar soluções para que transportes supersônicos de próxima geração pudessem sobrevoar áreas povoadas sem causar a perturbação sonora intensa característica de aeronaves como o Concorde.
O Problema do Estrondo Sônico
Quando uma aeronave se aproxima de Mach 1 (aproximadamente 1.225 km/h), ondas de choque se desenvolvem ao seu redor. Ao atingirem o solo, essas ondas são percebidas como um estrondo duplo ou um impacto sonoro súbito. A intensidade desse fenômeno varia conforme a meteorologia, a refração nas camadas de densidade atmosférica e o tamanho da aeronave.
No caso de aviões comerciais de grande porte, a sobrepressão gerada no solo pode ser suficiente para fazer janelas vibrarem. O Concorde, por exemplo, ao voar a Mach 2 (2.450 km/h), gerava um estrondo sônico de cerca de 2,2 psf (0,11 kPa). Devido a esse impacto, muitos países, incluindo os Estados Unidos através da FAA, proibiram voos supersônicos sobre terra, exceto em corredores militares específicos.
Desenvolvimento e Funcionamento do Quiet Spike
Para mitigar esses efeitos, diversas abordagens estruturais foram propostas, incluindo alterações no formato do nariz da aeronave, uso de chines e modificações na planta da asa para reduzir o arrasto parasita que contribui para a formação de ondas de choque.
O Quiet Spike consistia em uma lança retrátil feita de materiais compostos, montada no nariz de um F-15B de testes da NASA Dryden. O dispositivo possuía três estados de extensão:
- Posição Retraída: Utilizada para decolagens e pousos, com comprimento de 4,31 metros (14,15 pés).
- Estado de Boom Frontal: Uma extensão de 1,8 metro (5,9 pés) com o menor diâmetro dos três.
- Estado de Boom Médio: Uma extensão adicional de 1,3 metro (4,3 pés).
Quando totalmente estendido, o dispositivo atingia 7,41 metros (24,31 pés). A função da lança era fragmentar a onda de choque principal em três ondas menores e paralelas, que viajavam até o solo produzindo significativamente menos ruído do que as ondas de choque concentradas típicas de jatos supersônicos.
Cronologia e Resultados
O programa iniciou seus voos de teste em 10 de agosto de 2006. Ao longo de diversos voos, a integridade estrutural do sistema foi testada antes de se proceder às medições de supressão sonora. O projeto foi concluído em fevereiro de 2007, totalizando mais de 50 voos.
Marcos do Projeto
| Data | Evento |
|---|---|
| 10 de agosto de 2006 | Primeiro voo de teste |
| 25 de setembro de 2006 | Primeira extensão do Quiet Spike em voo |
| 20 de outubro de 2006 | Primeiro ponto de teste supersônico |
| 13 de dezembro de 2006 | Sondagem de campo próximo por um segundo F-15 |
| 19 de janeiro de 2007 | Teste em Mach 1,8 e pouso com o dispositivo estendido |
| 14 de fevereiro de 2007 | Retorno a Savannah, Geórgia, para desmontagem |
Em 4 de março de 2008, a equipe conjunta NASA-Gulfstream foi laureada com o Aviation Week Laureate Award na categoria de Aeronáutica/Propulsão.
Perguntas frequentes
O que é o Quiet Spike?
É um dispositivo em forma de lança retrátil instalado no nariz de aeronaves supersônicas para fragmentar a onda de choque e reduzir a intensidade do estrondo sônico percebido no solo.
O Quiet Spike permite voar supersônico sobre terra?
Embora o dispositivo suprima parcialmente os estrondos sônicos, ele sozinho não é suficiente para anular as proibições atuais de voos supersônicos sobre áreas povoadas.
Qual era a aeronave utilizada nos testes?
Os testes foram realizados utilizando um F-15B do Centro de Pesquisa de Voo Dryden da NASA.
Por que a supressão do estrondo sônico é importante?
Porque a intensidade do ruído e a vibração causados por ondas de choque supersônicas levaram à proibição de voos comerciais supersônicos sobre terra, limitando a viabilidade de transportes supersônicos modernos.