História da Aviação

A história da aviação remonta a tempos pré-históricos. O desejo de voar está presente na humanidade, provavelmente, desde o dia em que o homem pré-histórico passou a observar o vôo dos pássaros e de outros animais voadores. Ao longo da história há vários registros de tentativas mal-sucedidas de vôos. Alguns até tentaram voar imitando pássaros, usando um par de asas (que não passavam de um esqueleto de madeira e penas, imitando as asas dos pássaros), colocando-os nos braços e balançando-os.

Muitas pessoas acreditavam que voar fosse impossível, e que era um poder além da capacidade humana. Mesmo assim, o desejo existia, e várias civilizações contavam histórias de pessoas dotadas de poderes divinos, que podiam voar; ou pessoas que foram carregadas ao ar por animais voadores. O exemplo mais bem conhecido é a lenda de Dédalo e Ícaro. Dédalo, aprisionado na ilha de Minos, construiu asas feitas com penas e cera para si próprio e seu filho. Porém, Ícaro aproximou-se demais do Sol e a cera das asas derreteu, fazendo com que ele caísse no mar e morresse. A lenda era um aviso sobre as tentativas de alcançar o céu, semelhante à história da Torre de Babel na Bíblia, e exemplifica o desejo milenar do homem de voar.

A história moderna da aviação é complexa. Desenhistas de aeronaves esforçaram-se para melhorar continuamente suas capacidades e características, tais como alcance, velocidade, capacidade de carga, facilidade de manobra e dirigibilidade, segurança, custos operacionais, entre outros. Aeronaves passaram a ser feitas de materiais cada vez menos densos e mais resistentes. Anteriormente feitas de madeira, atualmente a grande maioria das aeronaves usa alumínio e fibras de carbono como principais matérias-primas. Recentemente, computadores têm contribuído muito no desenvolvimento de novas aeronaves.

ANTIGUIDADE - SÉCULO XVIII: PRIMEIROS DESENHOS E TEORIAS

Acredita-se que por volta de 400 a.C. Archytas, um estudioso da Grécia Antiga, construiu um pombo de madeira capaz de "voar" por cerca de 180 metros. Acredita-se que este pombo utilizava-se de um jato de ar para alçar vôo, embora não se saiba o que produzia os jatos.

As asas do Ornithopter de da Vinci

Ele pode ter amarrado o pássaro a um braço mecânico giratório ou por cordas, fazendo-no planar por um longo tempo no ar, assim controlando o vôo do pássaro até que o jato acabasse. Este pombo de madeira seria a primeira máquina voadora que movimentava-se por meios próprios.

Por volta de 300 a.C. os chineses inventaram a pipa, bem como as técnicas de fazê-la "voar" no ar. Uma pipa é um tipo de planador.

O corpo do Ornithopter de da Vinci.

Por centenas de anos, várias pessoas acreditaram que seus corpos voariam ou flutuariam no ar se eles usassem asas, colocando-as nos braços e balançando-os, tomando como exemplo o vôo de animais capazes de voar como pássaros ou morcegos. Naturalmente, todas as tentativas de voar usando tais apetrechos falharam, com diversas fatalidades ocorrendo nestas tentativas mal-sucedidas de alçar vôo.

Em torno de 200 a.C., o matemático e inventor grego Arquimedes descobriu como que objetos flutuavam em líquidos (conta-se que ele o descobriu em sua banheira, e, encantado com sua descoberta, e nu, saiu pelas ruas de Siracusa exclamando "Eureca", que significa "Eu descobri!").

Em 1290, Roger Bacon, um monge inglês, escreveu que o ar, como a água, tinha algumas características de sólidos. Bacon estudou as idéias de Arquimedes e chegou à conclusão de que se as pessoas pudessem construir uma máquina que tivesse as características adequadas, o ar iria suportar a máquina, assim como a água suporta um navio.

Muito provavelmente foi o artista e inventor italiano Leonardo da Vinci a primeira pessoa a se dedicar seriamente a projetar uma máquina capaz de voar.

Tais máquinas eram planadores e ornithopters, máquinas que usavam o mesmo mecanismo usado por pássaros para voar - através do movimento constante das asas para cima e para baixo. Vinci nunca construiu tais máquinas, mas seus desenhos ficaram preservados, e posteriormente, já no século XIX e século XX, um de seus desenhos - um planador - foi considerado notável.

Em um estudo recente, um protótipo baseado no desenho deste planador foi criado, e que de fato seria capaz de planar. Porém, ao interpretar o desenho do planador, algumas idéias modernas de aerodinâmica foram também utilizadas pelos pesquisadores. Mesmo assim, este desenho é considerado o primeiro esboço sério de uma aeronave.

SÉCULO XVIII - SÉCULO XIX: AERONAVES MAIS LEVES DO QUE O AR

Segundo crônicas da época, o primeiro vôo bem sucedido de um balão de ar quente foi o da passarola construída por Bartolomeu de Gusmão, um português nascido no Brasil da época colonial, que teria alçado vôo em 8 de agosto de 1709 na corte de Dom João V de Portugal, em Lisboa. A experiência teria falhado apesar do invento ter-se elevado acima do solo durante alguns momentos. Não sobreviveram descrições detalhadas do aparelho, provavelmente porque foram destruídas pela inquisição, mas alguns desenhos fantasiosos da excêntrica aeronave estão impressos no periódico Wienerische Diarium de 1709. Segundo uma crônica do período, o aparelho consistia em "um globo de papel grosso, metendo-lhe no fundo uma tigela com fogo", e teria voado por mais de vinte palmos. No entanto a passarola possuiu pouca ou nenhuma influência nos desenvolvimentos bem sucedidos da aviação que viriam posteriormente.

O primeiro estudo de aviação publicado foi "Sketch of a Machine for Flying in the Air" (Rascunho de uma Máquina Voadora), de Emanuel Swedenborg, publicado em 1716. Esta máquina voadora consistia em uma fuselagem e duas grandes asas que se movimentariam no eixo horizontal da aeronave, assim gerando o empuxo necessário para a sustentação da aeronave. Swendeborg sabia que tal aeronave jamais voaria, mas disse que problemas existentes no desenho seriam futuramente resolvidos. Ele disse:

"Parece mais fácil falar de uma máquina capaz de voar do que construir uma capaz de alçar vôo, porque isto requer o uso de maior quantidade de força do que o homem é capaz de gerar, e menos peso que existe em um corpo humano. A ciência mecânica talvez possa ajudar, com uma forte barra em espiral. Se estes requisitos forem cumpridos, talvez um dia saberemos melhor como usar este desenho e assim realizar as melhorias necessárias para tentar cumprir o que nós, atualmente, apenas conseguimos descrever. Temos provas suficientes e exemplos na natureza que voar sem perigo é possível, embora quando as primeiras tentativas sejam feitas, possivelmente teremos que pagar pela experiência, com um braço ou uma perna [quebrada]."

A "forte barra em espiral" descrita por Swedenborg é o que atualmente chamamos de hélice. Swedenborg sabia que a sustentação e a maneira de gerar a tal sustentação seria indispensável para a criação de uma aeronave capaz de voar por meios próprios.

O primeiro vôo humano de que se tem notícia foi realizado em Paris, em 1783. Um doutor, Francois Pilatre de Rozier, e um nobre, Francois d'Arlandes, fizeram o primeiro vôo livre em uma máquina criada pelo homem. Eles voaram oito quilômetros em um balão de ar quente, inventado pelos Irmãos Montgolfier, fabricantes de papel. O ar dentro da câmara de ar do balão era aquecido por uma fogueira de madeira. O curso a ser tomado por tal balão era incontrolável, ou seja, voava onde quer que o vento o levasse. Este balão, por ser pesado, alcançou uma altura máxima de apenas 26 metros. Os irmãos Montgolfier continuariam a fabricar outros balões. Os vôos bem sucedidos dos balões dos Montgolfier fizeram com que o balonismo se tornasse muito comum na Europa ao longo do século XVIII. Balões permitiram o aprofundamento nos conhecimentos da relação entre altitude e a atmosfera. Inclusive, Napoleão Bonaparte cogitou usar balões em uma possível invasão francesa à Inglaterra, embora este uso não tenha sido concretizado.

Outros inventores passaram a substituir o ar quente por hidrogênio, que é um gás mais leve do que o ar. Mesmo assim, o curso de tais balões não podia ser controlado, e somente a altitude continuou a ser controlável pelos aviadores.

No século XIX, em 1852, o dirigível foi inventado. O dirigível é uma máquina mais leve do que o ar, com a diferença de que, ao contrário do balão, seu curso poder ser controlado através do uso de lemes e de motores. O primeiro vôo controlado em um dirigível aconteceu ainda no mesmo ano. Este dirigível, inventado e controlado por Henri Giffard, voou por 24 quilômetros, na França, usando um motor a vapor. Ao longo do fim do século XIX e nas primeiras décadas do século XX, o dirigível foi uma opção séria e confiável de transporte.

SÉCULO XIX: PLANADORES

Com a invenção do balão e do dirigível, os inventores passaram a tentar criar uma máquina mais pesada do que o ar que fosse capaz de voar por meios próprios.

Primeiramente, vieram os planadores, máquinas capazes de sustentar vôo controlado por algum tempo. Em 1799, George Cayley, um inventor inglês, desenhou um planador relativamente moderno, tendo uma cauda para controle e o local onde o piloto ficava dentro da aeronave abaixo do centro de gravidade, dando assim estabilidade à aeronave. Cayley construiu um protótipo, que fez seus primeiros vôos planados em 1804, sem passageiro. Durante as cinco décadas seguintes, Cayley trabalhou no seu protótipo, tempo durante o qual ele deduziu muitas das leis básicas de aerodinâmica. Em 1853, um amigo de Cayley fez um vôo planado de curta duração em Brampton-by-Sawdon, Inglaterra. Cayley é considerado atualmente o fundador da ciência física de aerodinâmica, tendo sido a primeira pessoa a descrever uma aeronave de asa fixa propulsionada por motores.

O planador controlável de George Cayley.

À época, Frank Wenham tentou construir uma série de planadores, mas não teve sucesso. Porém, em seus esforços, Wenham descobriu que a maior parte da sustentação de um pássaro parecia ser gerada na frente, e Wenham concluiu que asas finas, longas e fixas - semelhante às asas dos aviões dos dias atuais - seriam mais eficientes do que asas baseadas em pássaros e morcegos. Seu trabalho foi apresentado à recém-criada Royal Aeronautical Society of Great Britain, em 1866, e Wenham decidiu provar suas idéias construindo o primeiro túnel de vento do mundo, em 1871. Os membros da Aeronautical Society fizeram uso do túnel e ficaram surpresos e encantados com o resultado: asas fixas geravam sensivelmente mais sustentação do que os cientistas haviam previsto. Este experimento claramente demonstrou que a construção de máquinas mais pesadas do que o ar era possível, o problema era como gerar o empuxo necessário para movimentar a aeronave para frente (visto que aeronaves de asa fixa precisam de um fluxo de ar constante passando pelas asas) e como seria feito o controle da aeronave, em vôo.

A década de 1880 foi tempo de estudos intensos, caracterizados pelos gentleman scientists (cientistas cavalheiros), que fizeram a maior parte das pesquisas na área da aeronáutica. Começando na década de 1880, um número de avanços foram feitos que levaram aos primeiros verdadeiros e práticos planadores. Três nomes em particular continuam bem conhecidos no mundo da aviação: Otto Lilienthal, Percy Pilcher e Octave Chanute.

Um dos primeiros planadores modernos a serem construídos foi construído por John Montgomery, que voou em sua máquina em 28 de agosto de 1883, em um vôo controlado. Porém, somente muito posteriormente os trabalhos de Montgomery tornar-se-iam conhecidos. Outro planador foi construído por Wilhelm Kress em 1877, em Viena.

O alemão Otto Lilienthal continuou com o trabalho de Wenham, tendo-o melhorado bastante por volta de 1874, publicando toda sua pesquisa em 1889. Otto Lilienthal também produziu uma série de planadores de qualidade, e em 1891 Lilienthal foi capaz de fazer vôos sustentados por mais de 25 metros consistentemente, ao contrário de antigas tentativas, que apresentavam resultados instáveis. Lilienthal rigorosamente documentou todo seu trabalho, através inclusive de fotografias, e por esta razão, Lilienthal é o mais conhecido dos antigos pioneiros da aviação. Lilienthal também promoveu a idéia de "pule antes que você alce vôo", sugerindo que pesquisadores deveriam começar com planadores e para somente então tentar trabalhar em um avião, ao invés de desenhar tal avião diretamente no papel, e esperando que tal desenho funcionasse.

Lilienthal fez vários vôos bem-sucedidos até 1896, ano de sua morte. Otto Lilienthal é por isso considerado a primeira pessoa a fazer um vôo planado controlado, na qual é o piloto que controla a aeronave. No ano da morte de Lilienthal, em 1896, estima-se que ele tenha realizado cerca de 2,5 mil vôos em diversas máquinas voadoras. Lilienthal morreu em um acidente aéreo, em 9 de outubro, causado por um vento lateral repentino, que rompeu a asa de sua aeronave em pleno vôo de planeio, fazendo com que Lilienthal caísse de uma altura de 17 metros, e quebrasse sua espinha dorsal. Suas últimas palavras, antes de morrer, no dia seguinte, foram:

"Sacrifícios precisam ser feitos." Lilienthal então estava trabalhando em busca de pequenos motores adequados para equipar suas aeronaves, buscando criar uma aeronave mais pesada do que o ar capaz de alçar vôos por meios próprios.

Octave Chanute continuou o trabalho de Lilienthal na área de planadores. Chanute criou vários planadores e fez várias melhorias em suas aeronaves. No verão de 1896, ele fez vários vôos em diversos de seus planadores em Miller Beach, Indiana, e eventualmente Chanute decidiu que o melhor deles era um biplano. Como Lilienthal, Chanute documentou detalhadamente seu trabalho, e também fotografou suas máquinas e experimentos. Chanute, além disso, também ocupava boa parte de seu tempo correspondendo-se com outras pessoas que possuíam os mesmos interesses, entre elas Percy Pilcher. Chanute estava particulamente interessado em solucionar um problema: como fornecer estabilidade à aeronave quando esta estivesse em vôo. Tal estabilidade é realizada naturalmente em pássaros, mas teria que ser realizada manualmente pelos humanos. Dos vários problemas relacionados com a estabilidade de uma aeronave em vôo, o mais desconcertante deles era a estabilidade longitudinal, por que o ângulo de ataque de uma asa fazia com que o centro de pressão da aeronave a movesse para frente, e fizesse com que o ângulo da aeronave aumentasse ainda mais.