Novo sistema de propulsão para aeronaves
José Pichel Andrés/DICYT O Centro de Ciência e Tecnologias Aeroespaciais da Universidade da Beira Interior (CCTA-UBI), localizado na Covilhã (Portugal), liderou o projeto europeu Cycloidal Rotor Optimized for Propulsion (CROP, sigla em inglês de ‘rotor cicloidal optimizado para propulsão’), com o objetivo de desenvolver um sistema inovador de propulsão aeronáutica, que poderia ser aplicado a diferentes tipos de veículos aéreos, tais como aviões, helicópteros, dirigíveis e outros veículos de nova geração.
Ao longo de dois anos de trabalho, esta iniciativa financiada pela União Europeia envolveu um consórcio de cientistas de Itália, Reino Unido, Alemanha e Áustria, sob a coordenação de Portugal. Os avanços científicos e tecnológicos atingidos por este projeto possibilitam que a propulsão aeronáutica possa ser ambientalmente mais amigável, ecológica e eficiente no futuro, além de abrir a porta para novos desenhos de aeronaves.
O sistema baseia-se num rotor cicloidal, um conjunto de pás retangulares que rotam em torno de um eixo horizontal, mas que também oscilam sobre si mesmas. “A combinação do movimento de rotação em torno do eixo e o movimento de oscilação em torno do centro de cada pá permite realizar um movimento que lembra o bater das asas de um pássaro”, explica à DICYT o Prof. José Páscoa, investigador no Departamento de Engenharia Electromecânica e líder do projeto.
Os propulsores cicloidais deste engenhoso rotor têm a capacidade de mudarem a direção da força propulsiva em 360 graus em torno do eixo de rotação. Na prática, isto significa um maior controlo dos movimentos de qualquer aeronave, minimizando o espaço que os veículos aéreos precisam para descolarem ou aterrarem e ganhando uma boa capacidade de manobra em qualquer situação de voo, podendo até mesmo manter a aeronave no ar em caso de falha do motor.
“Os sistemas de propulsão atuais foram otimizados para desenvolver uma força de propulsão em uma direção principal, no caso de aviões, ou em direções diagonais, no caso de helicópteros, mas não é possível fazer alguns movimentos, como fazer voar um helicóptero voltado para baixo de uma maneira controlada ou pousar uma aeronave, como um drone, sobre um barco em águas agitadas”, pormenoriza o especialista. No entanto, “o nosso sistema permite desenvolver a força de propulsão em torno dos três eixos de uma aeronave de forma dinâmica e com bastante rapidez de reação”.
Manobras singulares
Esta inovação poderia ser incorporada nos tipos de aeronaves já existentes, mas também permite pensar em futuros veículos especialmente adaptados para o novo sistema, que poderiam descolar em vertical, deter-se a uma dada altitude ou voltar-se de baixo para cima sobre si mesmos, sempre no mesmo ponto. Um helicóptero só pode fazer um movimento circular no ar, enquanto o novo rotor permitiria qualquer rotação completa.
Aliás, um outro aspecto relevante deste projeto é que o novo sistema está destinado a veículos a utilizarem propulsão elétrica, de modo que a sua aplicação traria um benefício ambiental, evitando emissões de gases poluentes na atmosfera.
Além de liderar o projeto, a Universidade da Beira Interior tem feito significativas contribuições científicas e técnicas na área de modelagem analítica e computacional e no desenho das pás. Os resultados obtidos no computador incorporaram-se em testes experimentais com um protótipo.
O Projeto CROP acabou de concluir e será apresentado no próximo mês de outubro no evento Aerodays 2015, em Londres. Além disso, os parceiros continuam a desenvolver esta linha de investigação e acreditam que o novo sistema poderia estar no mercado em torno de 2025.