O voo tripulado é, sem dúvida, uma das maiores conquistas dos 20º século. Não só expandiu significativamente o escopo do que nós, como humanos, podemos alcançar, mas também revolucionou a forma como negociamos, a forma como nos comunicamos e, claro, a forma como viajamos. Embora muito se fale sobre os pioneiros e as aeronaves que representaram as sucessivas gerações da evolução da aviação, sem o motor de combustão interna (que mais tarde incluiu a tecnologia dos motores a jato), nada disso — literalmente — teria decolado.
Existem relativamente poucos players na indústria de fabricação de motores de aeronaves, dominada por marcas dos EUA e da Europa. Alguns até formam alianças para obter os melhores resultados. Na aviação comercial, o sucesso geralmente é medido pela segurança e economia de uma aeronave para transportar mercadorias e passageiros, prestando muita atenção aos níveis de emissão e ao ruído do motor, enquanto no serviço militar e nas viagens espaciais, suas funções são mais específicas da tarefa. Uma coisa que todos têm em comum, no entanto, é que o motor é o coração pulsante de cada aeronave e, ao longo dos anos, desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento dessa maravilha tecnológica moderna.
A seguir estão os motores que fizeram as maiores ondas na aviação, revolucionando não apenas a indústria em si, mas também a maneira como vivemos nossas vidas e vemos o mundo ao nosso redor. De um campo em Ohio até os confins do sistema solar, essas máquinas contam a história de como ascendemos aos céus.
Wright 1903
Os motores de combustão foram usados para alimentar automóveis por mais de 40 anos na época em que Orville e Wilbur Wright conduziram o primeiro voo tripulado do mundo sobre Huffman Prairie fora de Dayton, Ohio. Embora esse evento histórico tenha ocorrido em 1904, foi o motor Wright 1903 que o tornou possível. Este foi um projeto sob medida, já que nada adequado ou modificável existia na época.
O motor dos irmãos tinha que atender a certas especificações se quisessem atingir seu objetivo. Pela estimativa deles, ele deveria produzir pelo menos oito cavalos de potência e pesar no máximo 200 libras. Embora essa relação peso-potência possa parecer insignificante para os padrões atuais de engenharia, na época ela exigia uma abordagem do zero, e o motor foi projetado e construído do zero usando apenas um torno mecânico e uma furadeira. O produto final foi feito de alumínio fundido e ferro, pesando 180 libras e produzindo 12 cavalos de potência, superando a exigência por alguma margem.
Imediatamente após esta conquista, os irmãos Wright passaram a ter uma empresa de fabricação de motores muito bem-sucedida, primeiro como Wright Engines e depois como Wright Aeronautical. A Wright Aeronautical teve uma história histórica, primeiro quebrando o recorde mundial de velocidade em 1919 antes de fornecer ao Spirit of St Louis de Charles Lindbergh um motor para seu próprio voo historicamente significativo de 1927 de Nova York a Paris. No entanto, foi o motor original de 1903, com sua construção inovadora em liga de alumínio forte e leve, que abriu caminho para a criação de todos os futuros motores de aeronaves.
Continental A40
À medida que a aviação se tornou popular, as aeronaves leves começaram a assumir funções como veículos de passageiros e transportadoras de carga, como aviões de correio, e sendo usadas para negócios e uso pessoal. A maior parte do desenvolvimento do motor em meados dos anos 20º século focado em motores radiais pesados e priorizou velocidade e carga útil, e havia uma exigência de motores menores para embarcações menores. A Continental Motor Company começou a produzir o A40, um motor de quatro cilindros refrigerado a ar que era perfeito para aviões leves, incluindo o novo design Taylor Cub, pois pesava apenas 155 libras e produzia 40 cavalos de potência.
O Taylor Cub foi um precursor do Piper Cub, que se tornou muito popular na década de 1930, com a produção acelerada durante a Segunda Guerra Mundial. Os Cubs foram a principal aeronave de treinamento usada no Programa de Treinamento de Pilotos Civis no início da guerra e foram usados no serviço militar como aviões de reconhecimento, transporte e localização. Um Cub era construído a cada 20 minutos para facilitar isso, e a empresa Continental Motors estava prosperando.
Variantes maiores do bem-sucedido A40 foram necessárias à medida que as demandas da indústria da aviação mudaram ao longo do tempo, e o C-90 de 90 cavalos e o A-200 de 200 cavalos também foram unidades populares da Continental. Esses motores foram tão bem-sucedidos e confiáveis que ainda servem de base para a maioria dos motores modernos de aeronaves leves, com esses aviões menores promovendo o voo como um hobby, uma vez que se tornou menos uma atividade elitista. Nesse sentido, o A40 tornou a pilotagem de aeronaves mais amplamente disponível para as massas.
Rolls-Royce Dart
Quando você ouve o nome Rolls-Royce, a maioria de nós pensa em sua linha de automóveis de luxo. No entanto, sua longa história na fabricação de motores de aeronaves é igualmente bem-sucedida e ainda é um dos principais players da indústria da aviação. O motor turboélice Rolls-Royce Dart, lançado em 1946, foi um excelente exemplo de design descomplicado e engenharia de qualidade, combinando a potência dos motores a jato com a eficiência das hélices.
Você pode ser perdoado por pensar que a Rolls-Royce nomeou o Dart em homenagem ao projétil em forma de flecha. No entanto, a empresa tem a tradição de batizar seus produtos com nomes de rios britânicos, neste caso, o rio Dart, no sul. O motor foi um dos principais facilitadores das primeiras viagens intercontinentais comerciais e esteve em produção por impressionantes 40 anos. Instalado pela primeira vez no Vickers Viscount, passou a ser usado por fabricantes globais, incluindo Grumman, Fokker, Avro e Breguet.
Um turboélice é semelhante a um motor a jato, mas, como o nome sugere, é conduzido por uma hélice regular que puxa o ar para dentro do corpo do motor, onde é comprimido, passado para uma câmara de combustão onde se mistura com o combustível inflamado e é lançado pelas costas como uma corrente de jato de alta energia. Este sistema provou ser perfeito para aeronaves de médio alcance, como o Vickers Viscount. Importante para a aviação comercial, provou ser mais econômico do que um motor a jato comum, chegando a registrar mais de 170 milhões de horas de voo em seu longo e bem-sucedido mandato.
Pratt & Whitney JT3
A tecnologia do motor a jato não era prática até meados da década de 1930, antes da qual era considerada muito ineficiente para voos subsônicos de longa distância. Embora os motores a jato não tenham sido amplamente utilizados durante a Segunda Guerra Mundial, o desenvolvimento acelerou após 1939 com a invenção do Heinkel He178, o primeiro avião a jato de sucesso no qual a maioria dos motores a jato foram posteriormente baseados, incluindo o Pratt & Whitney JT3.
A família JT3 de motores turbofan foi desenvolvida pela primeira vez em 1950. Logo recebeu a designação TF133 da Força Aérea dos EUA e, em 1955, foi instalada em talvez sua aeronave mais notória, o bombardeiro pesado de longo alcance B52. Oito motores JT3 alimentam o B52, que ainda está em serviço hoje, tendo registrado mais de 72 milhões de horas de voo.
Mais tarde, aeronaves comerciais equiparam o JT3, incluindo o Lockheed C-141 Starlifter e o Boeing 707. Ele foi preferido por seu baixo ruído, baixas emissões e baixo consumo de combustível. Ele ocupava um ponto ideal entre os motores turboélice e turbojato de sua época e era ideal para voos subsônicos rápidos e econômicos, mas eliminava o ruído do compressor do turboélice e a nota ensurdecedora do escapamento do turbojato. Em vez disso, o turbofan do JT3 enviou ar suficiente pelo motor para fornecer impulso suficiente, mas redirecionou uma quantidade em torno dos motores; portanto, o turbofan ficou conhecido como “motor de desvio”. Essa praticidade levou a família de motores turbofan, incluindo o Pratt & Whitney JT3, a se tornar o motor a jato comercial dominante de hoje. Ele evoluiu para produzir variantes supersônicas, algumas das quais são usadas na aviação militar.
General Electric CF6
Após o Pratt & Whitney JT3, o General Electric CF6 foi introduzido no início da década de 1970, à medida que a aviação comercial continuava a se expandir. Após o sucesso do Boeing 747 na década de 1960 como o primeiro “Jumbo Jet”, o CF6 foi desenvolvido especificamente para aeronaves de fuselagem larga conforme a indústria da aviação evoluía naquela época.
Um dos motores mais eficientes já produzidos, o motor General Electric CF6 transformou as viagens aéreas comerciais. Foi instalado em aeronaves comerciais populares, incluindo Airbus A300, A310 e A330; e o Boeing 747, 767 e MD-11, bem como as aeronaves militares Kawasaki C-2, McDonnell-Douglas DC-10 e o Lockheed-Martin C-5M Super Galaxy. A família de motores General Electric CF6 é usada em quase 70% das aeronaves widebody atualmente em operação e melhorou consistentemente ao longo do tempo. Ele agora fornece 30.000 libras a mais de empuxo do que o CF6 de primeira geração, é até 15% mais eficiente em termos de combustível e pode voar três vezes mais entre as revisões. Esse desempenho impressionante levou uma variante, o CF6-80C2, a ter uma base instalada maior do que qualquer outro motor widebody.
O CF6 pode ser comparado ao canivete suíço, isqueiro Zippo ou guitarra Fender Stratocaster como um design confiável que resistiu fundamentalmente ao teste do tempo, embora com algumas revisões ao longo do caminho. À medida que as viagens internacionais se tornaram publicamente viáveis e a indústria mudou para precisar de aviões maiores com melhor economia de combustível, a General Electric apresentou a solução perfeita para a “Era do Jato”.
Rolls Royce Trent
A família de motores Rolls-Royce Trent está em serviço há mais de um quarto de século e continua indo de vento em popa. Assim como o rio britânico homônimo está sujeito a intensas inundações anuais, o motor Trent inundou o mercado como a unidade de potência turbofan instalada em algumas das aeronaves widebody mais populares da atualidade, incluindo o Boeing 777 e 787 e o Airbus A330, A340, A350 e A380.
Este é outro motor turbofan de alto desvio, muito parecido com o Pratt & Whitney JT3, pelo qual o ar é direcionado ao redor do motor, tornando-o mais silencioso e eficiente, em comparação com um motor de desvio zero em que todo o ar é fornecido pela turbina. Além disso, como o General Electric CF6, foi produzido em diversas variantes para diferentes aplicações, incluindo fins industriais e marítimos não aeronáuticos.
A Rolls-Royce perde apenas para a General Electric entre os maiores fornecedores de motores de aeronaves, com a Pratt and Whitney em terceiro lugar. Mas, graças à versatilidade e capacidade de longo alcance de seus motores Trent, ele revolucionou as viagens internacionais, pois permite que os provedores voem em diversas condições, desde calor intenso no deserto até ambientes árticos abaixo de zero e naveguem em rotas mais longas. Isso inclui o voo comercial mais longo atualmente em operação, do JFK de Nova York ao Aeroporto Internacional de Cingapura, com 18 horas e 50 minutos.
CFM Internacional CFM56
O segmento de aeronaves de corredor único tem a participação de mercado mais significativa de todos, em torno de 56%. Embora os motores de fuselagem larga acima mencionados sejam impressionantes em sua capacidade, versatilidade e quantidade absoluta de energia que produzem, os burros de carga da indústria que realizam voos nacionais e internacionais de curta distância acumulam mais milhas durante todo o ano. A CFM International é uma joint venture entre a General Electric e a Safran Aircraft Engines da França, e seu motor CFM56 alimenta aviões que incluem os onipresentes Boeing 737 e Airbus A320, tornando-se a espinha dorsal de voos comerciais populares de média capacidade.
Normalmente, para um grande motor de avião comercial, o CFM56 é um turbofan. Ele foi desenvolvido ao longo de 40 anos e continua sendo atualizado, com as versões mais recentes, o CFM56-5B PIP e o CFM56-7BE, oferecendo melhorias para economia de combustível, despesas gerais de manutenção e níveis de emissão. Muitos recursos o tornam atraente para os fornecedores, incluindo durabilidade, confiabilidade e facilidade de reparo. Em última análise, seu baixo custo de execução é sua característica mais atraente.
O CFM56 é o motor turbofan mais utilizado por uma margem considerável, com quase 33.000 construídos e mais de um bilhão de horas de voo servidas. Atende a mais de 600 operadoras em todo o mundo e tem contribuído para tornar os voos mais acessíveis, práticos e econômicos. Não há dúvida de que o motor CFM56 da CFM International mudou a aviação para sempre, como qualquer um que já voou em um voo econômico pode atestar.
Propulsor de foguete sólido reutilizável
Após a Corrida Espacial das décadas de 1950 e 1960, foi identificado um requisito para uma espaçonave reutilizável de órbita baixa que pudesse lançar satélites, servir outras espaçonaves e atuar como um laboratório. Isso se tornaria conhecido como Ônibus Espacial. Uma de suas características definidoras era o Reutilizável Solid Rocket Booster. Ao contrário dos motores de foguetes anteriores, que foram descartados e atingiram o oceano em grande velocidade antes de afundar, os motores do Ônibus Espacial puderam ser recuperados, tendo saltado de pára-quedas suavemente para um pouso seguro não muito longe do local de lançamento.
Variadamente fabricado pela Pratt and Whitney e uma aliança da Lockheed Martin e Boeing, este gigante de 149 pés de comprimento produziu 6,6 milhões de libras de empuxo e atingiu o pico de potência em dois décimos de segundo. Exigiu mais de 1.000.000 libras de propelente e queimaria por dois minutos – o tempo necessário para atingir uma altitude de 28 milhas a 3.100 milhas por hora. Uma vez gasto o combustível, ele seria separado do tanque externo do ônibus espacial usando explosões elétricas antes de abrir três paraquedas de 136 pés de largura após a reentrada.
As viagens espaciais tornaram-se contínuas com a construção da Estação Espacial Internacional. Com o tempo, a função principal do Ônibus Espacial passou a ser a manutenção da Estação Espacial. Os últimos três orbitadores, Endeavour, Atlantis e Discovery, foram desativados em 2011, com espaçonaves comerciais como o SpaceX Dragon 2 e o Boeing Starliner preenchendo o papel. Enquanto isso, a espaçonave Orion da NASA usará as lições aprendidas com o Programa Shuttle para levar os humanos mais longe no espaço do que nunca.