Há mais de 100 anos, túneis de vento no Langley Research Center da NASA, em Hampton, Virgínia, têm ajudado a moldar o futuro da aviação.
Agora, duas das instalações mais longevas da NASA — o 12-Foot Low-Speed Tunnel e o 20-Foot Vertical Spin Tunnel — passarão o bastão para a Flight Dynamics Research Facility (FDRF), o primeiro grande túnel de vento da NASA construído em mais de 40 anos.
“A FDRF tem uma combinação de recursos encontrada em nenhuma outra instalação única no mundo”, disse Mike Fremaux, engenheiro-chefe aposentado da divisão de Intelligent Flight Systems na NASA Langley. “É um túnel de vento vertical de alto desempenho, com uma grande seção de testes capaz de conduzir todo tipo de ensaios para avaliar a dinâmica de veículos de voo.”
Quando a FDRF for inaugurada mais tarde neste ano, ela fornecerá versões aprimoradas das capacidades oferecidas pelas duas instalações legadas. A seção de testes da FDRF permitirá que pesquisadores depositem modelos em um fluxo de ar vertical ascendente. Isso dará aos pesquisadores a capacidade de realizar ensaios de rotação de aeronaves e ensaios de voo livre de veículos projetados para reentrar na atmosfera da Terra a partir do espaço.
A FDRF terá um papel essencial na realização de pesquisas que apoiam as missões de aeronautica, ciência e exploração espacial da NASA. Como muitas instalações da NASA, a história da FDRF está enraizada em uma tradição de inovação.
Um modelo em escala 1/12 do SBN-1 é testado na seção de testes do 12-Foot Free-Flight Tunnel, em 1940.
NASA
12-Foot Low-Speed Tunnel
Quando o 12-Foot Low-Speed Tunnel começou a operar em 1939, a aviação era muito diferente do que é hoje.
Ele foi construído para a agência predecessora da NASA, o National Advisory Committee for Aeronautics (NACA), com o objetivo de estudar a controlabilidade de aviões usando voo livre. Modelos de aeronaves voavam sem suporte no fluxo de ar gerado pelo túnel, em vez de serem montados em suportes. Vários operadores usavam controles remotos rudimentares para acionar os modelos no túnel.
A instalação que abrigava o túnel tinha um projeto único: uma esfera de 60 pés de diâmetro. A configuração permitia que o túnel se movesse e se adaptasse às trajetórias de voo dos modelos em voo livre. “Pilotos” podiam usar atuadores hidráulicos, fazendo a seção de testes do túnel pivotar para acompanhar os movimentos dos modelos. O desenho esférico facilitava a recirculação do ar do ventilador da instalação pelo túnel, independentemente do ângulo de arfagem da seção de testes.
Em 1958, a NASA transferiu os ensaios de voo livre para outro túnel em Langley. A agência desativou os atuadores hidráulicos do 12-Foot, fixando sua seção de testes em posição horizontal, e passou a utilizá-lo para testes mais convencionais, investigando como a força aerodinâmica afetava a estabilidade e o controle de modelos montados em estais.
O 20-Foot Vertical Spin Tunnel (à esquerda) e o 12-Foot Free-Flight Tunnel (mais tarde o 12-Foot Low-Speed Tunnel) em 1946.
NASA
O 12-Foot apoiou projetos importantes ao longo de seus 86 anos de serviço, desde a transição de biplanos para monoplanos entre as duas guerras mundiais, passando pelo desenvolvimento de aeronaves supersônicas. Projetos revolucionários levaram testes no 12-Foot, do X-29 de asa varrida para a frente e do X-31 Enhanced Fighter Maneuverability Demonstrator, até o mais recente X-59, aeronave de pesquisa supersônica silenciosa, e o aeroshell para o Dragonfly da NASA, uma aeronave de exploração única do tipo rotorcraft, projetada para estudar Titã, a maior lua de Saturno.
O 12-Foot foi encerrado em 2025, mas seu legado será sentido e visto na FDRF. Seis pás de ventilador de madeira e o cubo central metálico do ventilador do 12-Foot estão em exposição dentro da sala de controle da FDRF.
Pesquisadores no Langley Research Center da NASA, em Hampton, Virgínia, testam um modelo de cápsula de Mercúrio em 1959.
NASA
20-Foot Vertical Spin Tunnel
Enquanto o 12-Foot testava novas ideias para aeronaves e componentes, o 20-Foot Vertical Spin Tunnel teve um papel crítico na segurança da aviação.
Inaugurado em 1941, o Vertical Spin Tunnel foi projetado para estudar as características de estol e de rotação (spin) de aeronaves. Seu objetivo era evitar acidentes fatais em que uma aeronave entra em uma rotação descontrolada. O projeto vertical permitia que os modelos caíssem no fluxo de ar ascendente, simulando como as aeronaves se comportam durante um spin. Pesquisadores lançavam manualmente os modelos no fluxo de ar vertical ascendente do túnel para avaliar essas características.
O túnel rapidamente se tornou uma das instalações de testes de spin mais importantes do mundo. Pesquisas apoiaram a aviação comercial, sistemas de projeto de paraquedas, missões espaciais da NASA e o desenvolvimento de quase todas as aeronaves militares dos EUA criadas desde a Segunda Guerra Mundial.
Modelos de muitos desses testes estarão em exibição no saguão da FDRF, como testemunho da rica história do Vertical Spin Tunnel.
“É ótimo destacar o legado do trabalho que começou nos dias da NACA e que continuará por décadas adiante”, disse Fremaux.
O saguão da Flight Dynamics Research Facility, localizada no Langley Research Center da NASA, em Hampton, Virgínia, apresenta uma linha do tempo que detalha as histórias do 12-Foot Low-Speed Tunnel e do 20-Foot Vertical Spin Tunnel.
NASA/Mark Knopp
Nova era da pesquisa de voo
A FDRF continuará o compromisso da NASA com instalações de padrão mundial e com a expertise única da força de trabalho da agência.
“Foi isso que manteve aquelas outras instalações funcionando”, disse Fremaux. “Não apenas os prédios, os ventiladores e os motores, mas também a expertise associada a essas instalações. Você não consegue ter uma coisa sem a outra.”
A FDRF não apenas dará continuidade à história do túnel 12-Foot e do Vertical Spin Tunnel, como também aproveitará seus equipamentos — incluindo muitos de seus principais conjuntos de teste, instrumentação e sistemas de dados — que foram reaproveitados para uso na FDRF, reduzindo custos e tempo de desenvolvimento.
À medida que a NASA retorna astronautas à Lua por meio do programa Artemis, a FDRF terá um papel vital na testagem das tecnologias de entrada, descida e pouso que garantirão um retorno seguro à Terra. A pesquisa dentro da FDRF também apoiará missões científicas para planetas e luas com atmosferas, como Vênus e Titã, a lua de Saturno. A instalação, com 25.000 pés quadrados, terá um papel importante em pesquisas experimentais para o desenvolvimento pela NASA de X-planes, veículos de voo autônomos e drones.
“Para mim, ver a FDRF ganhar vida e estar preparada para começar a apoiar missões importantes da agência, depois de 30 anos trabalhando no conceito nos bastidores com equipes formais e informais de colegas motivados e inovadores, é o mais gratificante ‘capstone’ que eu poderia ter na minha carreira”, disse Fremaux.
Assim como o 12-Foot Low-Speed Tunnel e o 20-Foot Vertical Spin Tunnel apoiaram décadas de inovação aeroespacial, a FDRF está pronta para moldar o futuro do voo.
Kimiko Booker NASA Langley Research Center
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