Voo motorizado

POR séculos, o homem sonhou em voar. Mas ele não tem músculos fortes o bastante para conseguir tirar seu próprio peso do chão. Em 1781, James Watt inventou uma máquina a vapor que produzia poder rotatório e, em 1876, Nikolaus Otto desenvolveu ainda mais essa ideia e construiu um motor de combustão interna. Agora com esse tipo de motor seria possível mover uma máquina voadora. Mas quem seria capaz de construir uma?

Os irmãos Wilbur e Orville Wright sonhavam em voar desde a infância, quando começaram a soltar pipa. Mais tarde, aprenderam técnicas de engenharia ao trabalhar com bicicletas. Eles perceberam que o maior obstáculo para voar era projetar uma aeronave que pudesse ser controlada. Um avião que não consegue manter a estabilidade no ar é tão inútil como uma bicicleta sem controle de direção. Wilbur observou pombos voando e notou que eles se inclinavam ao fazer uma curva, assim como um ciclista. Ele concluiu que as aves fazem a curva e mantêm o equilíbrio por torcer a ponta das asas. Com base nisso, ele teve a ideia de criar uma asa que pudesse ser torcida.

Em 1900, Wilbur e Orville criaram uma aeronave com asas torcíveis. O primeiro voo dessa aeronave foi como uma pipa e daí como um planador pilotado. Eles descobriram que eram necessários três controles básicos para ajustar os movimentos de arfagem, rolamento (bancagem) e guinada. Mas ficaram desapontados porque as asas não produziram sustentação suficiente. Então, eles construíram um túnel de vento e experimentaram centenas de asas até descobrirem o formato, tamanho e ângulo ideais. Em 1902, com um avião novo, eles dominaram a arte de estabilizar a aeronave no vento. Será que agora conseguiriam colocar um motor nesse avião?

Primeiro, eles tiveram de fazer o próprio motor. Com o conhecimento obtido no túnel de vento, resolveram o difícil problema de projetar uma hélice. Finalmente, em 17 de dezembro de 1903, eles ligaram o motor, as hélices começaram a girar e o avião decolou num vento gélido. Os irmãos Wright se tornaram celebridades internacionais. “Realizamos um sonho de infância”, disse Orville. “Aprendemos a voar.” Mas como eles conseguiram essa façanha? Sem dúvida, por observarem a natureza.

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O “Flyer” dos irmãos Wright, Carolina do Norte, EUA, 1903 (foto encenada)

Já existia na natureza

“Pergunta, por favor, . . . às criaturas aladas dos céus, e elas te informarão. . . . A própria mão de Jeová fez isso.” — Jó 12:7-9.

TUDO nas aves parece ter sido projetado para voar. Por exemplo, a raque (ou haste) das penas precisa aguentar todo o peso da ave durante o voo. Como as asas podem ser tão leves e ao mesmo tempo tão fortes? Se você fizer um corte transversal na raque de uma pena, talvez entenda o porquê. Ela é formada de uma camada exterior rígida que reveste um tecido esponjoso. Engenheiros têm estudado a raque das penas e usado esse tipo de estrutura em aviões.

Os ossos das aves também foram projetados de maneira impressionante. A maioria deles é oca, e alguns são reforçados por escoras internas num formato que lembra a estrutura chamada pelos engenheiros de viga Warren. É interessante que uma estrutura similar foi usada nas asas do ônibus espacial.

Pilotos estabilizam aeronaves modernas por ajustar alguns flaps nas asas e na cauda. Mas uma ave usa uns 48 músculos na asa e no ombro para mudar a configuração e o movimento de suas asas e penas individuais, fazendo isso várias vezes por segundo. Não é de surpreender que os projetistas de aeronaves invejem as habilidades acrobáticas das aves!

O voo, principalmente a decolagem, consome muita energia. Assim, as aves precisam de um “motor” potente e de combustão rápida. O coração de uma ave bate mais rápido do que o de um mamífero de tamanho similar e, em geral, é maior e mais potente. Além disso, os pulmões de uma ave têm um sistema de fluxo de ar diferente, unidirecional, que é mais eficiente do que o dos mamíferos.

Será que o “motor” de uma ave é eficiente mesmo? Uma maneira de medir a eficiência de uma aeronave é se ela consegue decolar com combustível suficiente para toda a viagem. Por exemplo, quando um Boeing 747 decola para um voo de dez horas, aproximadamente um terço de seu peso é combustível. De modo similar, um sabiá que está migrando pode perder quase metade de seu peso corporal num voo de dez horas. Mas quando um fuselo parte do Alasca e voa em direção à Nova Zelândia, mais da metade de seu peso corporal é gordura. Surpreendentemente, ele pode voar por umas 190 horas (oito dias) sem parar. Nenhuma aeronave comercial consegue fazer isso.