Uso de compósitos na construção de aviões

Quando se trata de aviões, peso é dinheiro: quanto mais pesado um avião é, mais combustível ele gasta, e quanto mais combustível ele gasta, mais cara fica sua operação, o que significa passagens mais caras para o público e menos possibilidades de ganhos para as companhias. Cada quilograma a menos no peso de um avião significa uma economia de cerca de US$ 1 milhão em custos ao longo do tempo de vida de uma aeronave – e o uso de compósitos e fibras artificiais pode reduzir de forma significativa o peso de uma aeronave.

O esforço para melhorar a eficiência de combustível e aumentar o desempenho aerodinâmico dos aviões está levando os projetistas e engenheiros a fugir das fuselagens metálicas. Portanto, desde o final dos anos 1950, a utilização de compósitos na fabricação de aviões vem sendo usada.

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Os compósitos

Materiais compostos ou compósitos geralmente remetem a materiais como fibra de vidro, fibra de carbono, tecido de Kevlar e misturas de todas as opções anteriores. Esses materiais oferecem grandes vantagens na construção de aeronaves, como o revestimento de design extremamente suave e aerodinâmico; facilmente cria soluções para complexas estruturas curvas ou aerodinâmicas; baixo peso; resistente à corrosão; não desenvolvem fadigas nem microrrachaduras.

Os materiais compósitos são reforçados pelas fibras por um sistema de matriz, que funciona como uma “cola” para manter as fibras que suportam a maior parte da carga estrutural. A matriz mais comum é de resina epóxi, que é um tipo de termofixo, sendo forte e oferecendo boas propriedades quando submetida a altas temperaturas. Já as fibras artificiais mais utilizadas são as de vidro e de carbono.

Utilização

A fibra de carbono é o material mais usado, pois geralmente é mais forte e resistente à tração e compressão do que a fibra de vidro, mais leve e também com maior capacidade de flexão. Quando muito bem projetada, uma estrutura de fibra de carbono pode ser significativamente mais leve do que uma estrutura de alumínio, reduzindo em até 30% do seu peso.

O uso de fibra de carbono já permitiu, por exemplo, a criação de pontas das asas curvas, o que pode reduzir o consumo de combustível em até 5%. Atualmente, o 787 Dreamliner da Boeing usa compósitos em metade da sua fuselagem, enquanto o Airbus A350 XWB tem sua fuselagem e asas feitas de fibra de carbono.

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A grande vantagem do uso de fibra de carbono em lugar do metal tradicional é que os projetistas têm muito mais liberdade ao tentar equilibrar as demandas conflitantes de eficiência aerodinâmica, economia de combustível e redução do ruído dos motores. Isto está fazendo os engenheiros sonharem com uma aparência radicalmente diferente para seus futuros aviões.

Como esse design possui característica aerodinâmica favorável, pode-se melhorar significativamente a proporção sustentação-arrasto de um avião, tornando-o aerodinamicamente mais eficiente e reduzindo o seu peso por passageiro transportado. A utilização de compósitos reduziu o arrasto como, por exemplo, na linha de aeronaves Cirrus e Columbia, alcançando alta performance.

Antes disso, porém, as fibras de carbono já estão permitindo avanços. Com a flexibilidade no projeto, as turbinas ficarão mais embutidas no corpo do avião, algo que está sendo permitido também pela maior confiabilidade dos motores, com as equipes de terra precisando acessá-los menos frequentemente para manutenção.

No Brasil

Fabricada com 100% de fibra de carbono, a aeronave T-Xc da empresa brasileira Novaer Craft com sede em São José dos Campos, é um projeto com finalidade para uso Dual, atendendo aos mercados civis e militares. “É um avião inteiramente fabricado em fibra de carbono curada em autoclave. Por isso ele já pode ser considerado um avião inovador” afirma o presidente da Novaer, Graciliano Campos, “esse material é usado na estrutura das aeronaves em conjunto com a fibra de vidro ou materiais metálicos. O T-Xc trará ao mercado da aviação geral uma aeronave certificada, com estrutura primária e secundária feitas inteiramente em fibra de carbono.”

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