Por que o 787-10 eleva a fuselagem antes da decolagem

O Boeing 787-10 e o Airbus A350-900 têm uma diferença pouco visível para quem embarca, mas decisiva no projeto: o trem de pouso do 787-10 usa um sistema semi-alavancado para elevar a fuselagem na decolagem. No A350-900, a Airbus emprega no trem principal um conjunto de rodas (bogie) com pivô central e definiu a altura das pernas do trem desde o início do projeto. Segundo a fonte, as escolhas refletem as dinâmicas distintas dos dois aviões durante a rotação, quando o nariz se eleva para a aeronave deixar o solo.

O 787 Dreamliner chegou ao mercado antes do A350-900 e se tornou mais popular entre os jatos de fuselagem larga da era dos modelos compostos de nova geração, segundo a Simple Flying. Os dois aviões utilizam uma quantidade significativa de plástico reforçado com fibra de carbono na estrutura. No A350, esse material representa 53% do peso; no avião da Boeing, a participação fica pouco abaixo disso.

A comparação usa o 787-10, versão mais próxima do A350-900 em tamanho. A Boeing enfrentou um desafio particular porque o 787-10 é uma versão alongada duas vezes a partir de modelos anteriores e tem comprimento total de 224 pés. Com a cabine estendida, a cauda fica bem mais atrás do trem principal do que nos 787-8 e 787-9.

Por isso, o sistema semi-alavancado atua durante a decolagem. Um atuador hidráulico restringe a inclinação do conjunto de rodas do trem principal, empurra a perna principal para cima e eleva a fuselagem. A fonte explica que um trem convencional com pivô central, numa fuselagem tão alongada, deixaria a cauda sujeita a tocar a pista em um ângulo raso de decolagem. Isso limitaria a velocidade de rotação.

O A350-900 não precisa desse sistema porque sua fuselagem mede aproximadamente 219 pés, de acordo com a fonte. Esse comprimento permite um ângulo de rotação mais acentuado antes de a cauda se tornar um risco. Como o A350-900 foi concebido como um projeto novo, e não como uma extensão de modelos anteriores, os engenheiros puderam estabelecer desde o começo a altura exata das pernas do trem. A solução evita a complexidade de um segundo sistema mecânico de travamento e, segundo a fonte, favorece decolagens mais suaves e seguras.

As diferenças continuam na absorção de carga. O A350-900 usa no trem principal uma perna amortecedora de nitrogênio e óleo, capaz de suportar um peso máximo de pouso superior a 300 toneladas, segundo um trecho da fonte. O sistema oleopneumático dissipa a força da chegada ao solo e estabiliza o jato de fuselagem larga diante de ventos cruzados, embora acrescente peso ao conjunto.

A Boeing também usa sistemas de óleo e ar no 787-10, mas optou por uma solução diferente. Em vez de criar uma perna especial e pesada para a versão alongada, reutilizou um cilindro oleopneumático menor e compacto, inicialmente compartilhado pelos 787-8 e 787-9. A fonte afirma que o 787-10 tem peso máximo de pouso ligeiramente menor que o A350. Em outro trecho, ela diz que um grande amortecedor de nitrogênio e óleo, de alta pressão e diâmetro amplo, foi projetado para suportar tensões verticais de um peso máximo de pouso de 205 toneladas métricas.

A direção no solo também revela abordagens parecidas, mas não iguais. No A350-900, a Airbus usa direção da roda do nariz totalmente digital, do tipo fly-by-wire. Sensores eletrônicos interpretam os comandos do piloto e os transformam em comandos digitais para os atuadores hidráulicos de direção. O sistema pode girar a roda do nariz até 72 graus em curvas fechadas, faz ajustes automáticos para compensar ventos cruzados e integra a direção do nariz aos comandos do leme nas decolagens e nos pousos.

No 787-10, a Boeing utiliza direção por comandos elétricos no manche e nos pedais do leme. Os sinais do volante de direção em solo (tiller) e dos pedais passam por uma unidade eletrônica remota (Remote Electronic Unit, REU), da Liebherr, que comanda digitalmente os atuadores hidráulicos de direção. A fonte relata que o avião da Boeing oferece mais retorno tátil, para que os pilotos percebam a resistência dos pneus do nariz.

Segundo a Simple Flying, a solução do 787-10 procura equilibrar uma sensação mais analógica no volante de direção com sistemas elétricos de reserva que reduzem esterçamento excessivo e desgaste dos pneus. A aeronave teria características de manobra no solo mais refinadas e raio de curva menor que o do 767. Já no A350-900, o sistema digital substitui a estrutura mecânica de cabos e polias do A340, sincronizando por sensores o ângulo da roda do nariz com o leme.

A economia de peso aparece nos materiais usados no trem. Por ser mais leve no conjunto, o 787-10 recebeu um cilindro interno de amortecimento em titânio forjado a partir de uma peça sólida, em vez de aço, além de uma escora de arrasto de fibra de carbono. A fonte afirma que essa escolha retirou centenas de libras do avião. A escora, fornecida pela Safran, substituiu elos metálicos pesados que travavam o trem na posição.

A Airbus seguiu outra rota no A350, descrito pela fonte como maior, mais pesado e destinado a alta capacidade de carga paga. Para obter maior rigidez estrutural, a fabricante manteve aço de altíssima resistência nas escoras e reservou componentes de titânio para pontos especialmente críticos. Fibra de carbono aparece em itens não estruturais, como portas do compartimento do trem e carenagens aerodinâmicas. Nenhum dos dois aviões usa compósitos de fibra de carbono nos cilindros primários que suportam carga.

No 787-10, o trem do nariz recolhe para a frente e é mantido por uma trava mecânica de passagem de centro, com molas reforçadas e atuadores hidráulicos. A arquitetura substitui travas hidráulicas de recolhimento por um sistema mecânico passivo, reduzindo peso estrutural e evitando o abaixamento não comandado do trem em caso de perda total da pressão hidráulica. No A350, uma escora de arrasto com disposição mais ampla distribui as forças mecânicas pela estrutura; os eixos das rodas e as articulações de maior esforço recebem componentes de titânio.

Os freios fecham a lista de contrastes. Ambos os aviões usam discos de carbono leves, capazes de suportar temperaturas acima de 1.832 °F (1.000 °C). No 787, fabricado pela Safran Landing Systems, motores elétricos acionam pequenas engrenagens que pressionam mecanicamente as pastilhas contra os discos, enquanto programas automatizados acompanham o desgaste. A retirada de linhas hidráulicas, válvulas e fluido reduz a possibilidade de vazamentos, simplifica a manutenção de rotina e reduz o peso.

O A350-900 mantém acionamento hidráulico tradicional. A fonte atribui a diferença ao fato de o A350-900 ser mais de 20 toneladas mais pesado e, portanto, precisar absorver energia cinética e administrar o calor gerado nos pousos e nas decolagens interrompidas com mais eficiência. Ventiladores elétricos no trem sopram ar em alta velocidade pelos discos de carbono logo após o toque na pista, acelerando o resfriamento e permitindo tempos menores de preparação entre voos.

Fontes: Simple Flying