Vivendo no ar

O protótipo futurista do X-43A parece uma prancha de surfe voadora. Ele é fino, possui uma envergadura de asa de 1,52 metro, 3,65 metros de comprimento, 0,60 metros de largura e pesa 1.270 quilos. Mas o que realmente é especial nele é o motor.

Foto cedida pela NASA As dimensões e imagens do X-43A

A melhor maneira de entender o motor do X-43A é primeiramente observar um motor de foguete convencional. Um motor de foguete convencional é impulsionado pela combustão criada quando um oxidante líquido e um combustível de hidrogênio são queimados em uma câmara de combustão. Esses gases criam uma corrente de gases quentes de alta pressão e alta velocidade, que ao vazarem por um bocal são acelerados ainda mais até chegar a velocidades de 8 a 16 mil km/h, garantindo a propulsão da aeronave. Para mais informações sobre motores de foguetes, confira o artigo Como funcionam os motores de foguetes.

A desvantagem de um motor de foguete convencional é que ele requer que se carregue muito oxigênio a bordo. Por exemplo, o ônibus espacial precisa de aproximadamente 550 mil litros de oxigênio líquido, que pesam mais de 615 toneladas. Se tirássemos o oxigênio líquido, o ônibus espacial pesaria apenas cerca de 74 toneladas.

Um motor aspirador de oxigênio, por outro lado, não requer oxigênio líquido, pois colhe oxigênio durante o vôo pela atmosfera. Em uma missão de vôo da Terra até a órbita, o veículo armazenaria uma quantidade de oxigênio extra a bordo, mas seria menos do que o ônibus espacial precisa.

Imagem cedida pela NASA O sistema do motor que aspira oxigênio

O motor scramjet é um projeto simples sem nenhuma peça móvel. E o próprio X-43A foi projetado para fazer parte do sistema do motor: a parte frontal dele absorve o fluxo de ar e a parte posterior serve como bocal para acelerar o ar ejetado.

Foto cedida pela NASA Conceito artístico do X-43A durante o vôo, com o motor scramjet em ação

A combustão no motor ocorre somente a velocidades supersônicas, já que o ar deve estar fluindo a uma alta taxa para ser comprimido. Em vez de usar um compressor de rotação, como um motor turbojato, são a velocidade e a aerodinâmica que comprimem o ar no motor. O combustível de hidrogênio é injetado na corrente de ar e os gases quentes em expansão, criados pela combustão, aceleram o ar que sai para criar um enorme impulso.