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Flutter no Boeing 747 é perigoso?

Um Boeing 747-8i executivo…imagina o luxo

Se você usa WhatsApp e gosta de aviões, com certeza recebeu esse vídeo que mostra diversos modelos de aeronaves sendo destruídos em pleno voo por causa de um fenômeno chamado de Aeroeslaticidade, também conhecido como Flutter. Aos 3:20 tem um modelo de 747 em aeroelasticidade.

Claro que algumas pessoas, depois de assistirem isso, andaram me perguntando se é seguro voar no 747-8 porque andaram lendo que ele sofre com problemas de Flutter. A primeira pergunta a se fazer quando você ler um paper técnico ou apenas uma informação lançada pela imprensa sobre isso é: Os pilotos [da aviação comercial] voariam em um avião inseguro, ou correriam riscos desnecessários em troca de salário?

Acompanhem essa história.

Quando o Boeing 747-8 estava em fase de projeto, a Boeing resolveu alongar ainda mais sua fuselagem, para levar mais passageiros e mais carga que o Boeing 747-400. Quando os engenheiros começaram a recalcular tudo, descobriram que teriam que projetar uma nova asa do zero, já que a antiga não suportaria os esforços do peso extra adicionado. Melhor dizendo, até suportariam, mas não teriam nenhuma eficiência ou alcance (autonomia).

E assim fizeram uma asa novinha. Fazer uma asa do zero é tão complexo quanto construir um avião inteiro, então isso atrasou o programa do avião por quase dois anos na fábrica. Aí, depois que tudo já estava construído o avião entrou na fase de testes (porque não sei se vocês sabem, mas os aviões são testados à exaustão antes de serem entregues ao público). Normalmente estes voos de certificação levam a aeronave além dos limites operacionais que dificilmente serão encontrados durante sua vida útil.

Em um destes testes específicos, foi detectado que a ponta da nova asa vibrava, ou entrava em ressonância harmônica, quando o avião estivesse em uma determinada condição de alto fator de carga G (uma curva fechada ou subida por exemplo) e com uma velocidade específica. A descoberta deste problema foi um soco no estômago de um programa que já estava havia quase dois anos atrasado. Remodelar ou modificar as asas seria tão custoso pra Boeing que seria mais fácil começar um avião do zero. O programa do 747-8 estava por um fio, porque flutter não é algo simples, na verdade é algo perigoso e que pode condenar um design de avião.

Foi aí que entrou na história um engenheiro que tem o nome de um ex-papa: Pio Fitzgerald.

Pio liderava um grupo de 40 engenheiros da Boeing que ao invés de ficarem reclamando de vídeos no Youtube, começaram a pensar numa solução para a questão do flutter na asa. O time era composto de Chineses, ingleses, Iranianos, Japoneses, Romenos, Turcos e Vietnamitas – e trabalharam intensamente para resolver o problema, partindo de uma idéia que não acrescentaria peso ou modificações estruturais no Super Jumbo.

E sabe qual foi a solução? Eles fizeram uma modificação no software de controle de voo. Ao contrário dos Jumbos tradicionais, o 747-8 é uma aeronave Fly By Wire – o que significa que entre o comando feito pelo piloto e a superfície do avião existe um computador rodando software e fazendo cálculos. A idéia foi criar um código que movesse os Ailerons da ponta da asa só um pouquinho baseado em sensores que detectam movimentos imperceptíveis aos seres humanos, e sem nenhuma intervenção do piloto, no sentido contrário ao do movimento de vibração. Quem assistiu o meu vídeo sobre o flaperon sabe que os ailerons externos dos grandes aviões são travados durante o voo, porque eles produzem uma grande quantidade de força a altas velocidades que poderiam literalmente torcer uma asa além de alterar bruscamente o avião no seu sentido lateral através do eixo horizontal – então fazer o software atuar este aileron externo, somente em condições específicas sem criar stress na asa foi uma solução genial e magnífica.

Uma vez desenvolvida a solução, Pio e outros engenheiros da equipe estavam no voo primeiro de testes do avião com as modificações no software, com um pequeno detalhe: o novo software só entraria em funcionamento quando fosse acionado através de um switch no painel.

No comando deste voo estava o piloto de testes Jerry Whites da Boeing, que manjava tudo sobre a vibração e como fazer ela acontecer. Subiu até os 31000 pés e colocou o avião na condição não normal em que o Flutter aparecia. A vibração começou, era sutil e semelhante a um carro na estrada com um pneu desbalanceado. Pio então, sentindo a vibração, acionou o switch e magicamente o Jumbo ficou estável como um carro de Fórmula 1 na pista de Dubai. Desligou o switch e as vibrações retornaram. O piloto de testes disse depois do voo que a solução era tão brilhante que ele queria dar um abraço no engenheiro.

Um mês depois da solução, o Fitzgerald foi nomeado Engenheiro do ano pela Boeing, por sua solução elegante que não requereu nenhuma mudança no avião a não ser inteligência via software.

Todo mundo feliz, a certificação recomeçou e já quase no final do processo, um outro problema de flutter apareceu no 747-8, mas desta vez afetava somente a versão de passageiros. Para que acontecesse o fenômeno, era necessária uma condição muito mais rara do que o Flutter anterior na asa: o FAA durante os testes solicitou que fosse feito um voo simulando uma falha estrutural em uma junta do pylon do motor (aquele braço preso na asa que segura os motores) com a asa e identificou que se isso acontecesse e os tanques de combustível do estabilizador horizontal estivesse com mais de 15% de sua capacidade, ocorreria o fenômeno aeroelástico na fuselagem. Como a Boeing não podia perder mais tempo para efetuar o conserto antes da entrega do avião para os compradores, decidiu então desativar os tanques do estabilizador horizontal – através de uma Airworthiness Directive.

Fazer a desativação diminuiu um pouco o alcance do Jumbo mas resolveu o problema do flutter de uma vez por todas. É bom saber que tudo é exaustivamente testado antes de se vender um avião novo não é? Então não precisa ter medo de voar no 747-8 só porque você leu sobre Flutter por aí, a solução já foi implementada.

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Sobre o Autor

Graduado em Manutenção de Aeronaves, com muito bom senso :) 30 anos de aviação comercial (e contando), de Lockheed Electra à Boeing 787. Tentando simplificar a complexidade da aviação.
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