Voo supersônico está voltando décadas após o avião Concorde, mas um grande obstáculo permanece

Os céus de Oklahoma City rugiram por seis meses em 1964, quando aeronaves militares sacudiram intencionalmente a população abaixo com uma saraivada diária de estrondos sônicos trovejantes. Foi um teste controverso, cujas consequências perduram até hoje.

Os estrondos, 1.253 no total, fizeram parte de um esforço da FAA (Administração Federal de Aviação dos EUA) para avaliar a atitude do público em relação ao voo supersônico.

Mais rápidos do que a velocidade do som, esses voos têm o potencial de cortar o tempo de viagem pela metade. Mas o teste foi um grande catalisador que acabou selando o fim das viagens supersônicas comerciais sobre os Estados Unidos.

O Congresso cancelou o financiamento em 1971 para a aeronave supersônica proposta pela Boeing, a 2707, deixando apenas dois concorrentes na corrida supersônica de passageiros: o Concorde da Europa e o rival de sorte nefasta da União Soviética, o Tupolev Tu-144.

Então, a FAA efetivamente proibiu o voo supersônico civil sobre a terra nos EUA em 1973, proibindo aeronaves civis de voar mais rápido do que Mach 1, ou a barreira do som, evitando assim estrondos sônicos.

O Concorde se tornou o único avião supersônico comercial, voando nos céus de 1976 a 2003. O jato nunca teve um sucessor.

Agora, cerca de 50 anos após a proibição, uma nova era do voo supersônico parece ao alcance. A FAA (Federal Aviation Administration) em junho buscou regras reformuladas para voos supersônicos.

O documento inclui a mudança de um padrão baseado em velocidade para um baseado em ruído e a revogação da proibição de 1973. A agência pretende finalizar esses novos padrões até meados de 2027.

“Já vai com muito atraso”, disse Juan Alonso, professor no departamento de aeronáutica e astronáutica da Universidade Stanford, na Califórnia. “Acho que é uma legislação bem-vinda, e eu diria que a Nasa (Agência Espacial Americana) e a indústria dos EUA vêm pressionando nessa direção há muito tempo.”

Mas mesmo com a porta entreaberta novamente para viagens mais rápidas que o som sobre a terra, a indústria de aviação ainda tem um problema, bastante barulhento, para resolver totalmente.

Quando um avião ou espaçonave excede a velocidade do som, ele cria uma grande onda de choque que produz um som chamado estrondo sônico.

No solo, o estrondo se manifesta como um estrondo alto, semelhante a uma explosão, que pode assustar e às vezes rachar janelas. Os níveis de ruído gerados pelos estrondos podem até ter um impacto na saúde humana, sugeriram algumas pesquisas.

Uma pesquisa da Universidade de Chicago com 3.000 residentes de Oklahoma City no final do teste de 1964 descobriu que 73% sentiam que poderiam viver com os estrondos sônicos.

No entanto, o programa gerou processos judiciais imediatos para parar os voos, e a FAA recebeu cerca de 12.400 chamadas de pessoas se queixando do ruído.

A agência eventualmente teve que compensar alguns moradores locais por danos a janelas e paredes.

Duas abordagens em andamento podem revolucionar as viagens aéreas, tornando os futuros aviões supersônicos de passageiros compatíveis com as novas regras de ruído da FAA: a empresa Boom Supersonic, com sede no Colorado, que é especificamente mencionada na proposta da FAA, planeja usar a física para evitar que os estrondos sônicos alcancem o solo, independentemente do design do avião.

A Nasa, por outro lado, está voando um avião experimental chamado X-59, que é especificamente projetado para reduzir a intensidade do estrondo.

O sucesso ou fracasso dessas soluções divergentes pode determinar o quão rápido as viagens supersônicas podem retornar, sem as reclamações de ruído que as interromperam décadas atrás, e exatamente quantas pessoas serão beneficiadas.

Corte de Mach que curva ondas

Quando o Concorde entrou em serviço de passageiros em janeiro de 1976, as únicas rotas oferecidas inicialmente por suas duas operadoras, British Airways e Air France, eram de Londres para o Bahrein e de Paris para o Rio de Janeiro.

O avião enfrentou oposição imediata devido aos seus altos custos operacionais e ao ruído, incluindo os estrondos sônicos.

Os voos transatlânticos para o Aeroporto Internacional John F. Kennedy, na cidade de Nova York, só começaram no final de 1977, depois que a Suprema Corte dos EUA suspendeu uma proibição que a Autoridade Portuária de Nova York e Nova Jersey havia instituído devido a preocupações com o ruído.

Incapaz de voar sobre a terra na América do Norte e em grande parte da Europa, o avião acabou sendo usado apenas para conectar Nova York a Paris e Londres, e para voos fretados caros para destinos de férias de luxo.

Após um acidente catastrófico em 2000, que matou 113 pessoas, e um breve retorno ao serviço, o Concorde foi aposentado em 2003. Apenas 14 das aeronaves entraram em serviço.

A era supersônica pós-Concorde pode parecer bastante diferente. Em sua nova proposta, a FAA indica o limite exato de pressão sonora na superfície que qualquer aeronave voando sobre a terra nos EUA teria permissão para produzir: 0,53 kg por metro quadrado, o que equivale a uma batida moderada.

Em comparação, os testes de Oklahoma produziram estrondos tão intensos quanto 7,81 kg por metro quadrado, mais de 14 vezes o novo limite proposto pela FAA.

“Os fabricantes demonstraram que é possível voar em aeronaves supersônicas sem que os estrondos sônicos atinjam a superfície usando técnicas de atenuação de estrondo sônico, tornando a proibição completa do voo supersônico civil fora das áreas de teste não mais apropriada e uma restrição desnecessária ao crescimento do setor de aviação dos EUA”, diz o documento.

Uma dessas técnicas, notou a FAA, é chamada de corte de Mach. A Boom Supersonic, que também o chama de “cruzeiro sem estrondo”, executou um voo de demonstração em fevereiro de 2025.

Um avião usando o corte de Mach tem que voar em uma altitude ligeiramente maior do que os aviões comerciais normais e usar navegação precisa com base nas condições atmosféricas de cada voo.

Se a técnica for executada corretamente, a onda de choque produzida quando o avião quebra a barreira do som se curva para cima devido às mudanças de temperatura e velocidade do vento entre o ar em altitude e o ar mais próximo do solo.

Se executado corretamente, o corte de Mach resulta em nenhum estrondo sônico atingindo o solo.

“Trata-se de quebrar a barreira do som em uma altitude suficientemente alta, geralmente acima de 9.144 metros, e de ter o poder computacional e o software para ser capaz de calcular a velocidade silenciosa mais rápida e eficiente para o clima de qualquer dia”, disse o presidente-executivo Blake Scholl, que fundou a Boom Supersonic em 2014.

“É super simples para os pilotos”, adicionou Scholl. “Em nosso futuro avião comercial, o Overture, haverá um botão ‘silencioso’, e ele definirá a velocidade automaticamente, voando na velocidade mais rápida e eficiente possível sem criar um estrondo audível. E quando você estiver sobre o oceano aberto, poderá acelerar e ir ainda mais rápido.”

O conceito de corte de Mach não é novo. Os engenheiros da Lockheed Martin o estudaram pela primeira vez na década de 1960, e a Nasa fez alguns testes com a aprovação da FAA na década de 1970 que concluíram que a abordagem era viável.

Alguns voos do Concorde tecnicamente alcançaram o corte de Mach, de acordo com Scholl.

“Se você conversar com pilotos do Concorde em particular, eles lhe dirão que às vezes o corte de Mach acontecia, mas eles não sabiam como fazê-lo de forma confiável e não sabiam como fazê-lo de forma eficiente”, disse ele.

“Nós não inventamos a física, nem mesmo a descobrimos. Acho que fomos os primeiros a torná-los práticos, e, para torná-los práticos, você precisa do poder computacional para calcular as velocidades e altitudes em tempo real, e precisa de um sistema de propulsão que possa voar em supersônico baixo com eficiência, o que o Concorde não tinha.”

A estratégia atual da Nasa para cancelar estrondos sônicos, no entanto, é radicalmente diferente e não depende de navegação ou velocidade, é baseada, em vez disso, no design da aeronave.

Um formato de baixo estrondo

Com sua aeronave experimental X-59, a Nasa visava transformar o avião em um formato de “baixo estrondo” que evita a formação de uma onda de choque altamente densa e concentrada.

O visual do X-59 é elegante e peculiar: um nariz superalongado, uma parte inferior extremamente lisa e nenhuma janela voltada para a frente.

O piloto tem uma tela de ultra alta definição 4K no cockpit, que recria a visão externa digitalmente. O design permitirá que o avião produza um “baque” sônico comparável ao fechamento da porta de um carro a cerca de 6 metros de distância, em vez de um estrondo alto, de acordo com a Nasa.

Qualquer aeronave, enquanto voa, produz várias ondas de choque de diferentes intensidades, espalhadas ao longo da fuselagem: por exemplo, no nariz, no canopy ou na entrada do motor.

Quando um avião viaja mais rápido do que a velocidade do som, essas ondas de choque se acumulam umas sobre as outras até criarem o que Peter Coen, gerente de integração de missão da missão Quesst da Nasa, sob a qual o avião X-59 está sendo desenvolvido, chama de “um sistema estável”.

Neste cenário, duas ondas de choque, uma no nariz e outra na cauda, com uma longa expansão entre elas, é o sistema que cria um estrondo sônico intenso.

“Em nossa abordagem de design, o truque é projetar o avião para que as ondas de choque sejam relativamente iguais em intensidade e relativamente espaçadas de forma uniforme ao longo do avião”, disse Coen.

“Se você puder alcançar isso, essas ondas ainda tendem a se fundir, mas tão lentamente que o sistema atinge o solo antes de estarem totalmente fundidas. Então, em vez de dois choques nítidos, você obtém múltiplas ondas de choque mais fracas. A atmosfera trabalha sobre elas um pouco mais, reduz sua intensidade e as espalha um pouco mais. Então, no solo, você ouve apenas um baque, um aumento de pressão muito gradual em vez de um nítido.”

O objetivo da agência espacial é, em última análise, reunir dados suficientes para que a OACI (Organização da Aviação Civil Internacional) possa estabelecer novas regulamentações globais sobre estrondos sônicos até 2031.

Coen acredita que para o voo supersônico se tornar economicamente atraente para as grandes companhias aéreas, a solução para o problema do estrondo precisa permitir que as aeronaves voem a velocidades irrestritas sobre a terra, não apenas sobre a água.

A missão Quesst da Nasa está trabalhando em direção a esse objetivo com o X-59.

Após vários atrasos, o X-59 voou pela primeira vez no final de 2025 e depois alcançou seu primeiro voo supersônico em junho. A aeronave então voou supersonicamente mais duas vezes, com uma velocidade máxima de Mach 1.4.

A seguir, disse Coen, estão uma velocidade mais rápida e medições precisas das ondas de choque e níveis de ruído que o avião produz, planejadas para o final deste ano.

Assim que esses dados estiverem disponíveis, a Nasa mudará para a parte mais importante da missão, os testes comunitários, que possuem semelhanças impressionantes com os testes de Oklahoma City em 1964.

“Estamos tentando fazer exatamente a mesma coisa que eles fizeram em Oklahoma City, queremos entender a resposta das pessoas a um som que elas normalmente não ouvem”, disse Coen.

“A grande diferença é que temos um som que testes de laboratório e testes preliminares mostraram ser inaudível ou em um nível ao qual as pessoas não respondem negativamente.”

O plano é então introduzir gradualmente sons mais altos, adicionou Coen, para descobrir o nível em que o ruído de um estrondo sônico passa de aceitável para inaceitável.

Mesmo que a agência espacial encontre esse ponto ideal, no entanto, o conceito do X-59 sozinho não vai disponibilizar o voo supersônico para as massas.

Protótipo ou experimento científico?

Scholl, o presidente-executivo da Boom Supersonic, é crítico em relação ao programa Quesst, chamando-o de “um desperdício do dinheiro dos contribuintes” por causa de seu potencial de escala.

“Eu não entendo a abordagem da Nasa, eles construíram um avião que acho que será capaz de demonstrar alguns estrondos extremamente silenciosos e selecionados a dedo, mas, se você o dimensionar para um avião comercial, ele seria tão longo quanto um campo de futebol”, disse Scholl. “Então acho que é um experimento científico. Não entendo como isso se transforma em um avião de verdade.”

Coen, no entanto, disse que o X-59 não é um protótipo para um avião comercial.

“Construímos um avião que pode nos permitir coletar dados sobre voos silenciosos”, disse ele.

“À medida que você cresce um avião para o tamanho de um avião comercial, você tem mais volume com o qual pode trabalhar. O nariz será moldado de uma forma diferente e será grande o suficiente para que o cockpit seja empurrado para cima nessa seção, assim como o compartimento de passageiros.”

Embora a Nasa e a Boom tenham se associado durante um dos voos supersônicos do XB-1, com a Nasa fornecendo pontos de rota para a empresa a fim de fotografar o avião enquanto ele quebrava a barreira do som, a agência espacial atualmente não tem planos de investigar o corte de Mach usando o X-59.

Um porta-voz da Nasa disse à CNN Internacional que, embora a agência tenha feito testes extensivos sobre o corte de Mach no passado, o X-59 é projetado para produzir um baque sônico em sua velocidade e altitude de cruzeiro toda vez que voa.

O design de baixo estrondo e o corte de Mach não estão em competição, adicionou o porta-voz, mas são abordagens diferentes para viagens supersônicas comerciais sobre a terra.

A boa notícia para a Boom, adicionou Coen, é que eles não precisam projetar um avião para alcançar o corte de Mach. Mas a técnica em si não é uma vitória garantida.

A maior limitação do corte de Mach é que, para funcionar, um avião só pode viajar ligeiramente mais rápido do que a velocidade do som, tipicamente Mach 1.1, ou aproximadamente 30% a 40% mais rápido do que os aviões de passageiros atuais, embora a Boom diga que o fenômeno é possível em velocidades de até Mach 1.3.

“Não estará disponível em todas as condições meteorológicas, porque depende muito da distribuição de temperatura e do vento na atmosfera”, disse Coen. “Em alguns dias, você simplesmente não conseguirá voar nas velocidades de corte de Mach.”

No entanto, ele adicionou, as novas regras da FAA e o corte de Mach criam uma oportunidade para reintroduzir o voo supersônico. “Acho que esse é um passo muito importante para uma adoção mais ampla do voo supersônico”, disse Coen.

“Eventualmente, acho que a próxima geração de aviões supersônicos incorporaria a tecnologia de modelagem de estrondo sônico silencioso e eliminaria a necessidade do voo com corte de Mach, para usar sua velocidade total de cruzeiro sobre a terra e sobre a água”, observou ele, referindo-se ao que a Nasa está buscando com o X-59.

Potencial para passageiros

A Boom alcançou o corte de Mach seis vezes durante dois voos supersônicos, o fez posteriormente e não divulgou dados observacionais.

O corte de Mach não fazia parte do plano original, de acordo com Scholl. “Nós o encontramos conforme avançávamos”, disse ele.

Inicialmente, a empresa também pretendia lançar voos transoceânicos e terceirizar o desenvolvimento do motor.

Agora, depois que todos os principais fabricantes de aviação recusaram por considerarem o empreendimento muito arriscado e de nicho, a Boom está desenvolvendo o motor internamente e planeja começar com rotas continentais nos EUA.

A empresa alcançou o corte de Mach com o Boom XB-1, tornando-o o primeiro jato desenvolvido de forma privada a quebrar a barreira do som. A Boom aposentou o avião de um único assento após apenas dois voos supersônicos.

A Boom está trabalhando atualmente para produzir um protótipo pré-série de sua aeronave Overture, que eventualmente transportaria cerca de 60 a 80 passageiros a velocidades de até Mach 1.7 sobre a água.

Isso é duas vezes mais rápido do que os aviões comerciais atuais, permitindo um tempo de voo de 3,5 horas em rotas como Nova York para Los Angeles. O avião estará pronto para voos de passageiros dentro de quatro anos, de acordo com Scholl.

Como é muito mais fácil projetar um avião que não tenha um formato de baixo estrondo, o corte de Mach permitirá a introdução de voos supersônicos mais rapidamente, disse Alonso, o professor da Universidade Stanford.

Mas ele disse que o conceito não está permitindo os verdadeiros benefícios dos voos supersônicos devido às suas limitações de velocidade.

“A promessa dos supersônicos é eventualmente ir a Mach 2, talvez Mach 2.5, se você quiser ter baixo estrondo nessas condições, realmente precisa olhar para outras soluções.”

O corte de Mach também vem com um aumento no consumo de combustível.

Os motores não estão na faixa ideal de eficiência nas velocidades de corte de Mach, e a técnica requer um gerenciamento de voo mais cuidadoso para validar velocidade, altitude, vento, temperatura, umidade e outros parâmetros, adicionou ele. No entanto, disse Alonso, o corte de Mach é “perfeitamente viável”.

De acordo com a Boom, o avião Overture usará até três vezes mais combustível do que os aviões comerciais de hoje.

A empresa diz que o Overture foi projetado para funcionar inteiramente com SAF (combustível sustentável de aviação), uma alternativa aos combustíveis fósseis feita a partir de óleos de cozinha e resíduos agrícolas, o que reduz as emissões de carbono em uma média de 80%, de acordo com a IATA (Associação Internacional de Transportes Aéreos).

No entanto, a adoção do SAF tem sido lenta na indústria de aviação. Embora a maioria dos planos de redução de emissões esteja vinculada à alternativa de combustível, espera-se que a produção encolha ano a ano, e o SAF permaneça abaixo de 1% do consumo total de combustível.

Embora a modelagem de baixo estrondo usada no X-59 provavelmente não seja prática para um grande avião comercial, e embora o avião não seja projetado como um facilitador para qualquer classe específica de aeronave, Alonso acredita que seus princípios de design se aplicarão mais facilmente a aviões supersônicos menores, na categoria de jatos executivos de 15 a 20 passageiros.

“Acho que é uma demonstração incrível de algo que pode ter um impacto tremendo em uma classe diferente de avião daquela que a Boom Supersonic está buscando”, disse Alonso.

É difícil prever se o corte de Mach e o design de baixo estrondo coexistirão, ou se um anulará o outro.

De acordo com Scholl, no entanto, o mundo não está necessariamente caminhando para um futuro sem estrondos quando se trata de viagens supersônicas.

“Minha expectativa é que as pessoas vão descobrir que mesmo o estrondo sônico completo na verdade não é um problema. Eu ouvi vários estrondos sônicos, e a grande maioria não é nada demais”, disse ele.

“Acho que pode haver uma segunda onda de desregulamentação aqui que permita sons não disruptivos, porque esse é o ambiente em que vivemos hoje. Não vivemos em um ambiente perfeitamente silencioso”, adicionou Scholl.

“Existem tempestades. Se pudermos ir mais rápido por um pouco de som, acho que há uma boa troca aí, mas cruzaremos essa ponte quando chegarmos lá.”

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