Por que é tão difícil construir um avião alado…Flapping Flying Machine

Human Birdwings

Quando um homem identificando-se como Jarno Smeets carregou um vídeo no YouTube de si próprio aparentemente a voar com uma asa caseira de flapping, tornou-se imediatamente viral e desencadeou uma onda de alegria e deslumbramento: Ele pode voar como um pássaro! Também rapidamente, seguiu-se uma onda de zombaria. Impossível, os cépticos declararam – é um embuste. E, na verdade, algumas reportagens e análises mais profundas lançam sérias dúvidas sobre a autenticidade do vídeo. Finalmente, ele admitiu que era um embuste.

Mas por um tempo, a possibilidade persistiu: A aspiração da humanidade de se tornar uma criatura do ar, um sonho ainda mais antigo que Icarus, tinha finalmente se tornado realidade.

Uma pessoa que viu o clipe com particular interesse foi Todd Reichert, um recém-cunhado Ph.D. do Instituto de Estudos Aeronáuticos da Universidade de Toronto. Reichert chefiou uma equipe da universidade que construiu um ornitóptero movido a humanos – um avião que se impulsiona batendo as asas como um pássaro ou um morcego. Em 2010 Reichert escalou a embarcação, o Snowbird, e pilotou-a num voo de recordes. Ele é o mais raro dos imitadores de pássaros: um piloto veterano de ornitópteros que realmente bateu as asas no ar.

Como Reichert assistiu ao vídeo Smeets, sua primeira impressão foi de que parecia mais ou menos plausível. As asas eram um pouco curtas demais, ele pensou, e a unidade de energia da mochila era um pouco pequena demais – mas não de forma tão grave. Depois veio a descolagem, o momento em que os pés do piloto deixam o chão e a embarcação sobe abruptamente para o ar. Foi nesse momento, diz Reichert, que ele percebeu que a fita era falsa. “À primeira vista, não está nem perto”, diz ele.

Para aqueles de nós que não são pilotos ornithopter, pode não ser imediatamente óbvio porque é que isto é assim. Afinal de contas, os pássaros podem escalar ainda mais acentuadamente do que Smeets escalou. Os morcegos e os insectos também podem. Na verdade, o voo alado é tão fácil que evoluiu independentemente no reino animal, pelo menos quatro vezes. “Uma asa pode lhe dar melhor eficiência propulsora do que uma hélice”, diz Reichert.

Mas a maneira como uma ave voa é muito diferente da maneira que um ornitóptero mecânico faz. Reichert está bem ciente disso, pois o assunto de sua tese de doutorado foi comparar a dinâmica de vôo dos animais com a das embarcações feitas pelo homem. Acontece que os pássaros estão anos-luz à nossa frente, humanos, quando se trata de bater as asas. “Uma ave está constantemente mudando a forma de sua asa enquanto voa, dobrando-a no sentido ascendente e de volta no sentido descendente”, diz ele. (Para um excelente exemplo, veja este vídeo de uma coruja águia em vôo a 1000 frames por segundo). “Ele também move a asa mais rápido no golpe para baixo do que no golpe para cima. Então você os vê fazendo todos esses movimentos extras complicados, e com cada camada de complexidade, a ave se torna cada vez mais eficiente. Uma asa ornithopter, em contraste, está apenas batendo para cima e para baixo”

É por isso que o próprio desempenho ornithopter de Reichert foi muito menos impressionante do que o vídeo de Smeets que a Internet ficou apaixonada por esta semana. (Embora o desempenho de Reichert receba pontos de bônus por ser, você sabe, real.) Por seu vôo recorde, sua equipe rebocou Snowbird para o ar a uma altitude de alguns metros, e depois conseguiu manter o avião no ar por menos de um minuto enquanto ele se agitava, mantendo sua altitude, mas perdendo gradualmente velocidade. Não é um desempenho de queima de celeiro pelos padrões da aviação convencional, talvez, mas ainda assim se classifica como o mais impressionante vôo de asa de flapping até o momento.

A asa de Reichert poderia ter sido mais eficiente, diz ele, se sua equipe tivesse tentado imitar a complexidade da asa de um pássaro. “O problema é que na engenharia esse não é o caminho a seguir”, diz ele. “Você não quer dizer, ‘Oh, vamos adicionar complexidade para obter eficiência’. “

Uma forma óbvia de aumentar o desempenho, é claro, é adicionar um motor. (A engenhoca de Smeets era suposto incluir um conjunto de baterias e actuadores eléctricos). A história dos ornitópteros tripulados com motor remonta a 1942, quando um engenheiro alemão chamado Adalbert Schmid construiu um motor de 6 hp que podia decolar com sua própria potência e voar por 15 minutos. Nathan Chronister, que tem documentado o romance do vôo alado por anos em seu site, The Ornithopter Zone, diz que teoricamente não há razão para alguém não conseguir o que Smeets alegou alcançar. “Pode ser feito”, diz ele.

Mas, diz ele, um ofício em funcionamento real “não se pareceria muito com…”. A asa precisaria ser mais longa e rígida para ser eficiente, e precisaria de alguns meios de estabilização para não cair do céu. E, diz ele, não seria uma asa de amarrar – “essa configuração mostrou ser extremamente perigosa” – mas sim uma embarcação em que o piloto pode amarrar.

Reichert concorda que algo como a engenhoca de Smeets poderia ser viável. “Alguém poderia fazer isto”, diz ele. “Mas o desafio é tão grande. Isto não é algo que se possa fazer trabalhando no quintal por uns meses.”

Someday, então, alguém pode realmente trazer o sonho à vida. Jarno Smeets por acaso não foi quem o conseguiu.

Jeff Wise é um editor contribuinte da Popular Mechanics e autor de Extreme Fear: The Science of Your Mind in Danger. Para uma dose diária de medo extremo, confira seu blog.