Revolução Supersônica





Os engenheiros americanos tiveram que resolver uma série de problemas potencialmente perigosos antes que os militares dos EUA pudessem explorar o vôo supersônico

Na manhã de 14 de outubro de 1947, o estalo duplo abrupto de um estrondo sônico perfurou a tranquilidade do Deserto de Mojave. Pilhando o avião de pesquisa movido a foguete Bell XS-1, o piloto de testes da Força Aérea dos EUA, Capitão Charles E. Chuck Yeager, acabava de se tornar o primeiro homem a exceder a velocidade do som, inaugurando a era do vôo supersônico.



A realização de Yeager rendeu-lhe uma parte do Troféu Collier, o prêmio de maior prestígio da aviação, junto com o industrial Larry Bell (cuja empresa havia projetado o pequeno speedster cor de açafrão) e o aerodinamicista John Stack do National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), os Estados Unidos Defensor mais proeminente dos Estados para teste de vôo supersônico e pesquisa de vôo. Além disso, lançou o país por um caminho que dentro de uma década o veria colocando em campo caças a jato supersônicos operacionais e interceptores, com bombardeiros a jato supersônicos em teste de voo ou em desenvolvimento, e planos ousados ​​em andamento para transportes supersônicos comerciais e militares ainda mais rápidos aeronaves e veículos de pesquisa.

O caminho para o vôo supersônico envolveu um esforço internacional, com contribuições significativas de vários engenheiros e designers europeus e americanos. Em circunstâncias diferentes, pode ter sido a Grã-Bretanha, Alemanha ou mesmo a União Soviética que se tornou a primeira a quebrar a barreira do som, não os Estados Unidos. O sucesso da América primeiro refletiu a tremenda energia e poder de seu estabelecimento aeronáutico, que durante a Segunda Guerra Mundial produziu quase 300.000 aviões para os EUA e seus aliados. Foi também um reflexo da força comparativa da robusta economia do pós-guerra da América, que possibilitou um vasto investimento em instalações de pesquisa supersônica (particularmente túneis de vento) e programas de design de aeronaves e mísseis, algo que outras nações não podiam facilmente pagar.

As raízes do vôo supersônico estão na aerodinâmica da hélice. Uma hélice é, na verdade, uma asa em rotação, gerando um vetor de sustentação horizontal, e suas velocidades de ponta se aproximam da velocidade do som. Logo após a Primeira Guerra Mundial, engenheiros da Divisão de Engenharia do Serviço Aéreo do Exército em McCook Field, Ohio, construíram um pequeno túnel de vento para testar aerofólios de hélice. Os pesquisadores Elisha Fales e Frank Caldwell posteriormente descobriram que quando o fluxo de ar ao redor dos aerofólios atingiu 450 mph, a sustentação do aerofólio caiu abruptamente e sua resistência aumentou drasticamente. Eles haviam se deparado com o fenômeno da compressibilidade aerodinâmica, o primeiro indício dos problemas que as aeronaves de alta velocidade enfrentariam no final da década de 1930. Outros pesquisadores do Bureau of Standards se basearam nesse trabalho anterior do Exército. Hugh Dryden e Lyman Briggs realizaram estudos de distribuição de pressão de aerofólios na velocidade do som, tirando as primeiras fotos da formação de ondas de choque em um aerofólio quando o fluxo sobre ele ultrapassou Mach 1. No início dos anos 1930, George Lewis, diretor de pesquisa aeronáutica da NACA (o predecessor da NASA de hoje), preocupado que os aviões nunca pudessem exceder operacionalmente 500 mph.



John Stack, chefe da Divisão de Pesquisa de Compressibilidade, era um homem agressivo, cuja atitude em relação à tecnologia não comprovada era geralmente,
John Stack, chefe da Divisão de Pesquisa de Compressibilidade, era um homem agressivo, cuja atitude em relação à tecnologia não comprovada geralmente era: 'Vamos tentar essa maldita coisa e ver se conseguimos fazer funcionar.' Ele dividiu o Troféu Collier 1947 com Chuck Yeager e Laurence Bell pelo desenvolvimento do Bell X-1. (NASA)

Quem pensava o contrário foi John Stack, um jovem e brilhante engenheiro do laboratório de Langley da NACA que já estava imaginando como deveria ser um avião de pesquisa de compressibilidade. Em janeiro de 1934, ele publicou um artigo técnico prevendo um avião movido a hélice movido por um motor Rolls-Royce R de 2.300 hp, com fuselagem circular altamente aerodinâmica e uma asa com uma relação espessura-corda (a proporção da espessura da asa em comparação com a distância do líder ao bordo de fuga) de 18 na raiz, diminuindo para 9 na ponta. Ele marcou o primeiro esforço de projeto conceitual para examinar os requisitos para um avião de pesquisa para sondar a fronteira sônica.

O design de Stack refletia um sério desafio na aeronáutica da época: os túneis de vento não podiam fornecer dados aerodinâmicos precisos em velocidades próximas à velocidade do som, onde o fluxo de ar se comprimia e se agrupava em torno de um modelo de teste. Conforme a velocidade do túnel aumentou, ondas de choque se formaram nos modelos e seus suportes, refletindo para frente e para trás na seção de teste e gerando leituras imprecisas.

Como a velocidade do som é de aproximadamente 760 mph ao nível do mar (caindo para cerca de 660 mph em altitudes mais elevadas), e como o recorde mundial de velocidade no ar era então de apenas 440 mph, isso pode ter parecido um problema distante. Mas na verdade não foi. Uma pá de hélice ou asa de avião que passa pelo ar a aproximadamente três quartos da velocidade do som acelerou o fluxo que passa por ela na velocidade do som ou até mais rápido. As hélices perdem sua eficiência e as asas experimentam uma redução abrupta na sustentação e um aumento no arrasto. A turbulência que flui por trás deles atinge as superfícies da cauda, ​​às vezes causando falha estrutural catastrófica ou reduzindo a eficácia do controle de modo que o avião mergulha incontrolavelmente no solo. De meados da década de 1930 até a era pós-Segunda Guerra Mundial, uma série de aeronaves, normalmente novos caças, se separaram quando os pilotos os sobrecarregaram enquanto tentavam se recuperar de mergulhos de alta velocidade em velocidades quase sônicas. Estes incluíram o Messerschmitt Me-109, Hawker Typhoon e Lockheed P-38 Lightning. Ambos os aviões a jato movidos a hélice e mais novos foram igualmente suscetíveis.

Um pesquisador posiciona um modelo do XS-1 dentro do túnel de vento de alta velocidade de 5 metros no Langley Research Center, na Virgínia. (NASA)
Um pesquisador posiciona um modelo do XS-1 dentro do túnel de vento de alta velocidade de 5 metros no Langley Research Center, na Virgínia. (NASA)

Após a Segunda Guerra Mundial, os aerodinamicistas da NACA (sob a liderança de Stack) desenvolveram um túnel de vento na garganta com fenda que permitiu que ondas de choque saíssem do túnel. Essa mudança e o desenvolvimento do sting mount para modelos de túnel de vento aumentariam drasticamente a fidelidade e a confiabilidade dos dados do túnel de vento. Mas até que isso acontecesse, os pesquisadores tinham poucas opções além de modelos de teste de vôo e aeronaves em tamanho real se quisessem dados confiáveis ​​sobre o fluxo de ar.

Em meados da década de 1940, os pesquisadores americanos desenvolveram vários métodos de teste alternativos que, se não eram perfeitos, pelo menos forneciam algumas informações confiáveis. Isso incluiu lançar formas de teste instrumentadas de grandes altitudes, disparar modelos propelidos por foguetes instrumentados e colocar pequenos modelos nas asas dos P-51s norte-americanos, com instrumentação de teste na baía da arma, de modo que os modelos fossem expostos ao fluxo transônico acelerado sobre a asa quando o Mustang mergulhou em direção à Terra a Mach 0,75. Esse método, concebido pelo engenheiro da NACA Robert Gilruth, provou-se surpreendentemente útil, embora envolvesse alguns riscos para o piloto ao mergulhar em alta velocidade nas profundezas da densa atmosfera inferior. Dados os curtos tempos de teste, erros de escala e risco do piloto envolvidos nesses métodos, no entanto, os pesquisadores cada vez mais consideraram o desenvolvimento de aviões de pesquisa com propulsão a jato ou foguete que, carregando extensa instrumentação, pudessem cruzar em vôo nivelado em altas velocidades e altitudes, efetivamente usando o céu como um laboratório.

O Douglas D-558-1 adotou uma abordagem mais conservadora para a pesquisa de vôo supersônico com sua seção de asa mais espessa, motor turbojato e trem de pouso. (Arquivos Nacionais)
O Douglas D-558-1 adotou uma abordagem mais conservadora para a pesquisa de vôo supersônico com sua seção de asa mais espessa, motor turbojato e trem de pouso. (Arquivos Nacionais)

O crescente interesse do governo federal em desenvolver aviões de pesquisa sônica especializados se consolidou após uma reunião das Forças Aéreas do Exército / Marinha / NACA em 16 de março de 1944, em Langley, resultando em uma variedade de estudos de projeto apoiados por serviços. Dois aviões de pesquisa muito diferentes surgiram: o Bell XS-1, patrocinado pelo Comando de Serviços Técnicos Aéreos do Exército, e o Douglas D-558, financiado pelo Bureau of Aeronautics da Marinha. Dos dois, o D-558 era o mais conservador, com uma seção de asa mais espessa (10 por cento contra 8 por cento no XS-1), propulsão turbojato (em vez do motor de foguete mais arriscado e de alto desempenho do XS-1) e um trem de pouso retrátil (em vez de depender apenas de lançamento aéreo, como acontece com o XS-1). O fato de o XS-1 ser mais radical refletia um engenheiro das Forças Aéreas do Exército pouco elogiado, o major Ezra Kotcher, que percebeu que buscar um desempenho mais alto exigia propulsão de foguete, não a jato. Em meados de 1944, ele empreendeu um estudo de design Mach 0,999 (uma referência irônica à barreira sônica impenetrável), em conjunto com o sargento Alex Tremulis, o estilista automotivo que viria a criar o lendário Tucker do pós-guerra. No final de novembro de 1944, Kotcher usou o desenho sedutor de Tremulis para persuadir o engenheiro-chefe da Bell, Robert Woods, a aceitar o desafio de construir o primeiro avião supersônico do mundo, lançando a Bell e as Forças Aéreas do Exército no caminho para o XS-1.

Em contraste, o D-558 representou uma configuração mais operacionalmente focada, refletindo a abordagem de design do NACA e da Marinha. No final de 1944, o 1º Ten Abraham Hyatt, engenheiro aeronáutico do Corpo de Fuzileiros Navais designado para o Bureau of Aeronautics, preparou um memorando defendendo um avião de teste de propulsão a jato capaz de supervelocidade, estipulando uma alta velocidade mínima de 650 milhas por hora no nível do mar , e pelo menos um limite de carga de 10G (o rival XS-1 tinha um limite de carga de 18G). No final de 1944, funcionários do escritório mostraram o memorando de Hyatt ao engenheiro de Douglas L. Eugene Root, perguntando se a empresa estaria interessada em tal projeto. Eu disse ‘Pode apostar’, peguei e corri com ele, Root lembrou mais tarde. Projetado posteriormente pelo lendário Ed Heinemann, o D-558 a jato resultante era tão esguio que ganhou o apelido de tubo de ensaio voador.

Em outubro de 1935, no Congresso Volta sobre alta velocidade na aviação realizado em Roma, o cientista alemão Adolf Busemann propôs varrer uma asa para trás para aliviar o aumento do arrasto associado ao vôo em alta velocidade. Surpreendentemente, embora seu público estivesse repleto de pesquisadores importantes de todo o mundo, o significado de seu conceito simples passou despercebido. Mas na Alemanha, onde Busemann teve grande influência, os projetos de asas radicais foram a moeda comum no desenvolvimento de aeronaves e mísseis na década de 1940. No final da guerra, o Instituto Alemão de Pesquisa para Voo Elevado estava desenvolvendo o DFS-346, um avião de pesquisa supersônico propelido por foguete experimental, e já havia lançado um derivado alado do míssil balístico A-4, o A-4b. Durante sua escalada para fora da atmosfera, o A-4b se tornou o primeiro míssil alado a exceder a velocidade do som, embora tenha se quebrado durante a reentrada.

No outono de 1944, Robert T. Jones, um talentoso aerodinamicista do laboratório de Langley, postulou independentemente o conceito de delta de ângulo agudo e asa varrida como um meio de retardar e minimizar o arrasto transônico e supersônico, baseando seu trabalho em aeronaves anteriores e conceitos de projeto de mísseis por Michael Gluhareff e Roger Griswold, e as teorias do aerodinamicista emigrado da NACA Max Munk. Como as ideias de Munk, o trabalho de Jones gerou grande controvérsia até que, no final da primavera de 1945, pesquisadores americanos vasculhando os escombros dos laboratórios aeronáuticos do Terceiro Reich descobriram o tremendo investimento que engenheiros alemães haviam feito em aeronaves e mísseis de varredura e delta.

Douglas
Douglas 'D-558-2 foi lançado do compartimento de bombas de um Boeing P2B-1S (Navy B-29) durante voos de teste que excederiam Mach 2. (NASA)

A asa varrida imediatamente foi para o topo das prioridades de design para voos de alta velocidade. Nos EUA, a América do Norte redesenhou o XP-86 como um avião de asa aberta; A Boeing fez o mesmo com um novo design que surgiu como o XB-47; e Douglas, a pedido da Marinha, dividiu o programa do D-558 em duas fases: o D-558-1 Skystreak com turbojato de asa reta e o foguete D-558-2 com motor a jato e foguete de asa reta. (Em novembro de 1953, o piloto de pesquisa NACA Scott Crossfield voaria um D-558-2 além de Mach 2, o primeiro vôo duplo Mach pilotado na história da aviação). No exterior, o pessoal de inteligência técnica soviética transportou a equipe de design do DFS-346 e suas famílias, junto com todos os dados técnicos disponíveis, para a Rússia no final de 1946, completando o design e, posteriormente, fazendo um teste de voo, embora com resultados indiferentes. A Grã-Bretanha iniciou um programa ambicioso para explorar a tecnologia aerodinâmica e de foguetes alemã, complementando o design do Miles M.52, uma configuração supersônica futurística e altamente refinada iniciada em 1943. No verão de 1946, Sir Ben Lockspeiser, então diretor-geral da área científica a pesquisa aérea do Ministério do Abastecimento cancelou aquela aeronave notável, uma ação que Sir Roy Fedden, um dos maiores engenheiros da Grã-Bretanha, condenou uma década depois como tendo custado à Grã-Bretanha pelo menos dez anos em progresso aeronáutico.

Embora mais frequentemente associada a aeronaves supersônicas de segunda geração, como o General Dynamics F-111, Grumman F-14, Mikoyan-Gurevich MiG-23 e Boeing B-1, a asa de varredura variável teve suas origens na pesquisa nazista. Em 1945, Robert Woods, da Bell, liderou uma equipe de inteligência técnica para Oberammergau, local do escritório de projetos avançados de Messerschmitt, onde descobriu o protótipo P-1101, um lutador da Luftwaffe cancelado que o designer Woldemar Voigt esperava usar para pesquisas de varredura instalando asas de varredura variável . Juntos, Voigt e Woods conceberam algo muito diferente: instalar um pivô em uma pista móvel dentro da fuselagem para que o alcance das asas pudesse ser variado durante o vôo. Isso resultou no Bell X-5, a primeira aeronave de varredura variável do mundo, que se parecia muito com o P-1101.

Bell construiu dois X-5s, testando o princípio de varredura variável até Mach 1.05, embora um tenha sido perdido devido às suas características de giro viciosas, matando o piloto de teste Major Ray Popson. A Força Aérea considerou brevemente exportar uma versão armada do X-5 como um caça da OTAN, mas não o fez. Enquanto isso, a Marinha avaliou um projeto Grumman, o XF10F-1 Jaguar, que apresentava uma forma de asa geralmente semelhante, embora o desempenho do Jaguar fosse tão medíocre - até mesmo perigoso - que não justificava sua introdução à frota. O conceito de varredura variável permaneceria apenas uma ideia atraente até o advento do conceito de pivô externo, que o tornou muito mais praticável, permitindo o desenvolvimento do F-111 e do MiG-23 da década de 1960.

Nem todas as ideias com raízes alemãs funcionaram. Designers na Grã-Bretanha e na América rapidamente emularam o Me-163 Komet sem cauda de Alexander Lippisch, construindo designs semelhantes (embora movidos a jato), o de Havilland D.H.108 Swallow e o Northrop X-4 Bantam. Em serviço, no entanto, o Me-163 provou ser perigosamente instável, pois as flutuações no centro de pressão da asa desencadearam uma inclinação longitudinal mal amortecida, impondo altas cargas estruturais. (Os pilotos compararam isso a andar sobre uma estrada de tábua corrida.) O Andorinha matou o experiente piloto de testes Geoffrey de Havilland (filho do fundador da empresa) em 27 de setembro de 1946. Voando baixo sobre o estuário do Tâmisa em Mach 0,875, a aeronave caiu abruptamente de controle e se separou. Aprendendo com essa tragédia, a equipe de teste do X-4 da Northrop voou em altitudes mais elevadas, onde a penalidade por tal inclinação divergente era menos ameaçadora.

Da mesma forma, os testes do pós-guerra do planador delta DM-1 proposto por Lippisch provaram que suas seções de asa e cauda eram muito grossas, criando um grande arrasto e problemas de estabilidade e controle inaceitáveis. Em vez disso, quando os projetistas do Convair embarcaram em seus próprios projetos delta, eles começaram com uma asa delta fortemente inclinada para trás, então gradualmente preencheram sua borda de fuga até chegarem a uma forma de plano delta clássica de 60 graus. Assim, ao contrário da crença popular, a pesquisa delta do tempo de guerra de Lippisch não teve impacto sobre o XF-92A, o F-102 ou qualquer outro dos projetos Convair posteriores.

O Douglas X-3 Stiletto é flanqueado (no sentido horário, da esquerda) pelo Bell X-1A, D-558-1, XF-92, X-5, D-558-2 e Northrop X-4 Bantam. (NASA)
O Douglas X-3 Stiletto é flanqueado (no sentido horário, da esquerda) pelo Bell X-1A, D-558-1, XF-92, X-5, D-558-2 e Northrop X-4 Bantam. (NASA)

O advento das asas varridas e delta, e o reconhecimento de que o vôo supersônico eficiente exigia asas com uma proporção de finura muito maior e uma proporção de aspecto muito mais baixa, levou a uma reformulação do design da aeronave. Mudança de design de asa - combinando seções de aerofólio muito finas com formas planas de baixa proporção (como as asas retas de curto vão do Douglas X-3 e Lockheed F-104), asas varridas (por exemplo, North American F-100 e Vought F8U), deltas (Convair's F-102, F-106 e B-58) ou asas de varredura variável (X-5) - foram cruciais para alcançar o vôo supersônico prático. Com essas mudanças, vieram maiores requisitos de rigidez e rigidez, para evitar flexão e potencial quebra estrutural da asa.

A proporção entre o comprimento da fuselagem e a envergadura também mudou dramaticamente. A mudança na proporção ocorrera progressivamente à medida que a velocidade de voo da aeronave aumentava. Desde a época dos Wrights até a era entre as guerras, a envergadura geralmente ultrapassava o comprimento da fuselagem; no final da Segunda Guerra Mundial, com os primeiros jatos, o comprimento da fuselagem e a envergadura eram aproximadamente iguais. Mas na era supersônica o comprimento da fuselagem cada vez mais excedia a envergadura. Isso resultou em formas espetacularmente aerodinâmicas que, antes da era do aumento da estabilidade e do controle eletrônico de vôo, eram atormentadas por perigosas instabilidades.

Um problema era o pitch-up: à medida que um avião de varredura se aproximava de um estol, o início do estol começaria nas pontas (reduzindo a eficácia do controle de rotação) e avançaria para dentro, com o centro de pressão da aeronave avançando. Isso poderia levar o avião a se inclinar abruptamente para cima, possivelmente estolando completamente - um assassino em potencial em baixa altitude. Pitch-up limitou o desempenho de combate do North American F-86 Sabre (o primeiro caça a jato de varredura da América) e do MiG-15, seu principal oponente (muitos dos quais se ergueram durante o combate em curvas, entrando em giros irrecuperáveis). O posicionamento da cauda foi crucialmente importante, com aeronaves como o T-tail McDonnell F-101 e o F-104 particularmente suscetíveis a variações de limite de missão. Como resultado, a cauda T, embora na moda no início da era supersônica, rapidamente deu lugar à cauda baixa, como exemplificado pelo F-100, F8U-1, Republic F-105, Grumman F11F-1 e Northrop T-38 / F-5 - todos com seus estabilizadores horizontais colocados na parte inferior da fuselagem. Aeronaves que não puderam tirar proveito desse posicionamento, como o McDonnell F-4H-1 Phantom II, empregaram como solução o anédrico pronunciado (diedro negativo).

Igualmente importante era a cauda totalmente móvel, que aumentava a área efetiva do profundor e a deflexão girando toda a superfície da cauda horizontal como uma única unidade. Demonstrado com o XS-1 (que não tinha uma cauda totalmente móvel, mas tinha um estabilizador horizontal móvel, bem como um elevador convencional), o conceito foi empregado no F-100 e nas aeronaves supersônicas da Força Aérea e da Marinha-Marinha subsequentes.

O acoplamento inercial, também chamado de acoplamento de rolo, era outro problema potencialmente perigoso. Este fenômeno, induzido pela rápida rotação de uma aeronave que tinha a maior parte de sua massa distribuída ao longo do comprimento da fuselagem em vez de ao longo da extensão de sua asa, afetou uma série de novos projetos, incluindo o D-558-2, a fuselagem longa família Bell X-1 avançada, o Bell X-2, o X-3 (apelidado de Stiletto), o X-5 e virtualmente todos os primeiros caças a jato supersônicos. Todos eles, se rolados rapidamente em velocidades transônicas e supersônicas, tenderiam a se acoplar em movimentos combinados de rolamento, inclinação e guinada, com o avião caindo fora de controle. Em altas velocidades e alta q (alta pressão dinâmica), os resultados podem ser catastróficos.

A própria pesquisa de Convair foi para o design de asa delta do XF-92A. (Força aérea dos Estados Unidos)
A própria pesquisa de Convair foi para o design de asa delta do XF-92A. (Força aérea dos Estados Unidos)

Em dezembro de 1953, o acoplamento inercial deixou o Bell X-1A fora de controle em Mach 2,44, resultando em uma queda giratória. Foi necessária toda a lendária habilidade de piloto de Chuck Yeager para recuperar o avião e, em seguida, planar de volta para um pouso na Base Aérea de Edwards. Em 1954, o piloto de teste norte-americano George Welch teve menos sorte; o acoplamento inercial durante uma retirada supersônica de mergulho em um F-100A Super Sabre experimental levou ao seu colapso fatal. Dois anos depois, o acoplamento inercial contribuiu para a morte do Capitão da Força Aérea Milburn Mel Apt depois que ele voltou para Edwards no X-2 No. 1 após atingir Mach 3.2. Apt, que tinha experiência em pesquisa de acoplamento inercial, pode ter sido enganado por leituras de instrumentação atrasadas pensando que o X-2 estava voando mais devagar do que realmente estava.

A solução para o acoplamento inercial foi aumentar o tamanho das superfícies verticais e adicionar aumento de estabilidade aos sistemas de controle de vôo. Os F-100s de produção tinham caudas verticais maiores e asas um pouco maiores, mudanças também vistas em aeronaves como o F-105, F8U-1 (que também apresentava strakes ventrais) e o Vigilante A3J-1 norte-americano. As caudas simples deram lugar nas décadas de 1960 e 1970 para caudas gêmeas, começando com o MiG-25 Foxbat e o F-14A Tomcat. (O primeiro conceito da América do Norte para o A3J-1 previu aletas gêmeas, o que teria antecipado a configuração do Foxbat em uma década).

Fluid dynamicist Richard T. Whitcomb
A 'Regra de Área' do dinamista de fluidos Richard T. Whitcomb remodelou não apenas o pensamento aerodinâmico, mas também o desempenho do Grumman F9F-9 Tiger e do Convair F-102. (NASA)

Mais uma mudança significativa no projeto permaneceu antes que os Estados Unidos pudessem explorar o vôo supersônico de rotina - e, como asas de baixa relação de aspecto, aumento do comprimento da fuselagem, nadadeiras verticais maiores e estabilizadores horizontais baixos, era facilmente visível ao olho casual. Esta era a regra da área, como se manifesta no formato clássico da fuselagem da garrafa de Coca-Cola. Enquanto o F9F-9 Tiger da Grumman e o interceptor F-102 da Convair avançavam para os testes de vôo, os pesquisadores notaram que o arrasto previsto com base nos testes em túnel de vento era maior do que deveria ser. Foi preciso um jovem dinamista de fluidos da NACA, Richard T. Whitcomb, para decifrar a resposta. Um avião, ele raciocinou, poderia ser imaginado como um corpo simétrico de revolução que se expande e se contrai suavemente, alongado tanto quanto possível para reduzir descontinuidades abruptas que induzem o arrasto. Onde saliências tinham que ser feitas - por exemplo, as asas - a fuselagem poderia ser efetivamente comprimida para enganar o ar e fazê-lo pensar que o corpo era mais aerodinâmico do que realmente era. A noção de Whitcomb salvou os projetos de Grumman e Convair, cada um dos quais, em sua configuração inicial de teste de vôo, provou-se lamentavelmente deficiente. Ambas as empresas alongaram seus respectivos aviões e aplicaram regras de área a seus projetos. O projeto Grumman se tornou o F11F-1, mais conhecido como a famosa aeronave de demonstração dos Blue Angels, e o F-102 passou a se tornar um esteio do Comando de Defesa Aérea da USAF durante os anos intermediários da Guerra Fria.

No momento em que o bipe do Sputnik chocou os americanos de sua complacência, a transformação da aeronáutica do Tio Sam de subsônica para supersônica estava essencialmente completa. Paralelamente ao progresso na teoria do projeto, vieram avanços críticos na propulsão de vôo com respiração aérea, sem os quais o vôo supersônico teria permanecido um sonho elusivo, alcançado apenas por foguetes experimentais. O turbojato de fluxo centrífugo de grande diâmetro que predominou no início da era do jato subsônico deu lugar a motores a jato de fluxo axial, compressor variável e carretel múltiplo, oferecendo maior desempenho. Devido ao seu diâmetro menor e razões de empuxo-peso mais altas, eles eram mais adequados para as aeronaves supersônicas dos anos 1950. O Curtiss-Wright J65 pós-combustão, o General Electric J79 e J85, e o Pratt & Whitney J57, J58 e J75 possibilitaram aeronaves como os caças Century Series e outros robustos da Guerra Fria. Além do mais, essas aeronaves desfrutaram dos benefícios emergentes da revolução aviônica que se desdobra rapidamente, com tecnologias de multiplicação de força, como controle de fogo eletrônico avançado e mísseis ar-ar. Se muito disso parece rudimentar para os padrões atuais, ainda era impressionante para os padrões do final dos anos 1950.

Com o amanhecer de 1958, a indústria aeroespacial americana estava firmemente fixada na era supersônica. Tanto a promessa quanto a decepção espreitavam no futuro: a promessa de maiores eficiências e capacidades de voo possibilitadas pelo advento de altíssimo empuxo-peso após a queima de turbofans e controle eletrônico de voo (tipificado pelo F-15 e F-16), e o desapontamento com as expectativas excessivas evidentes na tentativa de construir um transporte supersônico comercial americano. Ao todo, foi uma viagem espetacular, no entanto, efetivamente dobrando a velocidade de vôo a cada 10 anos de 1938 a 1958, de Mach 0,5 para Mach 2. Alcançar o vôo supersônico prático exigia visão, dedicação, comprometimento, experiência e muita coragem. Felizmente, essas eram todas as qualidades que os pioneiros supersônicos da América possuíam em abundância.

O ex-historiador da Força Aérea dos EUA Richard P. Hallion é autor de vários artigos e livros sobre aviação, incluindoVoo supersônico: quebrando a barreira do som e mais além, que é sugerido para leitura posterior. Hallion também recomenda:Mais rápido, mais longe, mais alto: tecnologia de ponta em aviação desde 1945, por Philip Jarrett; eOs X-Planes: X-1 a X-45, por Jay Miller.

Este artigo apareceu originalmente na edição de julho de 2011 daHistória da Aviaçãorevista. Inscreva-se aqui.

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