Durante as próximas semanas, mais dois protótipos do Airbus A321 XLR, atualmente em estágios avançados de fabricação, entrarão na campanha de testes de voo de certificação. Eles se juntarão ao exemplar de msn 11.000, que já está voando e, em breve, a um quarto exemplar do modelo. A missão conjunta dos quatro é acelerar os testes e obter a certificação de tipo suplementar para o modelo, no qual a Airbus aposta muitas fichas.
Uma vez que todas essas aeronaves de desenvolvimento estejam voando, os testes de voo estarão totalmente em andamento. Concomitante a isso, está a campanha de testes em laboratório que suportarão a produção em série. O A321 XLR é uma aposta de ouro da Airbus, capaz de “mudar o jogo” ou, como diz o jargão, ser um “game changer” por ter um alcance incomparável para um avião de corredor único.
Os testes
Philippe Pupin, que lidera a equipe de engenharia de testes de voo do programa A321 XLR e que foi um dos membros da tripulação a bordo do primeiro voo em junho de 2022, explica a lógica da fase de testes de voo:
“Para se tornar uma aeronave de longo alcance, o A321 XLR precisa transportar mais combustível, o que significa aumentar o peso máximo de decolagem do A321 padrão. Por sua vez, isso requer trem de pouso e sistemas de frenagem aprimorados. No entanto, como estamos mantendo o empuxo do motor inalterado, fizemos algumas mudanças aerodinâmicas para manter nosso desempenho de decolagem desejado. Isso impulsionou as modificações físicas no sistema de alta sustentação – os slats e os flaps – bem como a reprogramação do sistema de controle de voo, que precisa ser testado e certificado em voo“, disse.
“Em termos de horas de voo de teste, o programa XLR fica em algum lugar entre uma aeronave novinha em folha e uma derivada. Portanto, temos que ‘re-testar’ praticamente tudo em relação ao design da aeronave e à física de voo”, acrescentou.
Com o A321 XLR, a Airbus também aproveitou a oportunidade para introduzir algumas tecnologias novas no projeto geral do sistema de controle de voo – que até então era baseado na arquitetura original do A321, projetada no início dos anos 1990. O objetivo é aprimorar a uniformidade do projeto de controle de voo em todos os programas – e cumprir ainda mais a implementação da arquitetura Fly-By-Wire da Airbus.
Mudanças na física do voo
Mudanças notáveis relacionadas à física de voo no XLR (em comparação com o A321neo de hoje) incluem um sistema de flap interno de fenda única mais simples (substituindo o flap interno de fenda dupla da asa original do A321); um “e-Rudder” sinalizado eletronicamente (com alterações relacionadas aos computadores de controle de voo); e trem de pouso, rodas e freios melhorados.
Para obter uma vantagem inicial para testar esses recursos, eles foram adaptados ao A321neo de msn 6839 bem antes da conclusão do primeiro A321 XLR – incluindo o novo sistema de flap interno. Isso permitiu que ele realizasse testes de velocidade mínima absoluta (VMU) na qual uma aeronave pode decolar, por exemplo. Os testes de VMU são determinantes das velocidades operacionais de decolagem utilizadas pelos pilotos de linha aérea.
Testes funcionais também são necessários para validar a operação de novos sistemas não relacionados à física de voo. Dois dos principais incluem o novo sistema de água e resíduos, bem como os novos elementos do sistema de combustível (bombas e sistemas de controle, etc.) associados ao tanque central traseiro integral, que pode conter até 12.900 litros de combustível adicionais.
Atribuições de teste de voo – FTV1 e FTV2
Das três aeronaves de teste recém-construídas, as duas primeiras – MSN11 000 (conhecida como ‘FTV1’) e MSN 11058 (‘FTV2’) estão equipadas com o conjunto completo de instrumentação de teste de voo (FTI) e estações interativas de engenharia.
Tanto o FTV1 quanto o FTV2 contarão com um sistema de lastro de água transferível para garantir a mudança de Centro de Gravidade (CG) durante o voo. No geral, eles se concentrarão nos sistemas técnicos da aeronave, controles de voo atualizados, manuseio e desempenho. A única grande diferença física entre essas aeronaves é seu tipo de motor: CFM LEAP-1As para FTV1 e motores P&W GTF para FTV2.
Jean-Philippe Cottet, chefe de Flight Tests, diz: “Estamos certificando os dois tipos de motores em paralelo no A321XLR na mesma escala de tempo. É a primeira vez em nossa história, já que no passado recente temos certificado variantes de motor sequencialmente uma após a outra.”
No entanto, para cenários de teste em que os tipos de motor não são o foco, o FTV1 e o FTV2 podem realizar um escopo semelhante de teste de voo: “Podemos alternar facilmente entre eles. Por exemplo, para avaliar as qualidades de manobra do A321 XLR temos mais de 100 voos para realizar, e apenas alguns desses testes são específicos para o FTV1 ou FTV2 – já que a maioria pode ser realizada por qualquer uma das aeronaves”, acrescenta.
No momento da redação deste artigo, com o programa de testes de voo ainda em seus primeiros dias, o FTV1 já havia concluído o seguinte: abertura do envelope de voo; autorização das leis de controle de voo; avaliação da lei de rotação e ajuste da proteção do ângulo de ataque (AOA); voos de alta velocidade, calibração de anemometria, testes de solo do sistema de combustível e trem de pouso e alguns testes de piloto automático.
“Nossa suíte FTI a bordo pode gravar e processar até 80.000 linhas de dados”, observa Cottet. “Isso é alimentado por mais de 1.000 transdutores de medição física instalados em toda a aeronave e cuja fiação dentro da aeronave pode convergir para o console do Flight Test Engineer e o equipamento de telemetria.”
Elementos da cabine e prova de rota – FTV3
A terceira aeronave recém-construída – MSN11080 (FTV3) – que é movida por motores CFM LEAP, está atualmente sendo equipada com uma instalação FTI ‘mais leve’, uma vez que suas funções se concentrarão mais em testes de maturidade dos elementos internos da cabine de passageiros e também de rota.
Pupin explica: “Quando você transforma uma aeronave de médio a curto alcance em uma aeronave de muito longo alcance, é preciso ter um cuidado muito especial em relação ao conforto da cabine, tanto em termos de conforto térmico em um voo de 11 horas, quanto em termos de nível de ruído. Estamos, portanto, instalando uma cabine atualizada no -XLR, que está mais próxima do que é oferecido em nossa aeronave padrão de longo alcance”.
Além de provar o interior do XLR, as atribuições do FTV3 também se concentrarão em demonstrar a operação da aeronave nos cenários de rota esperados para seus clientes, especialmente os chamados ‘exigentes’ para validar a operação da aeronave nas extremidades dos pesos de decolagem, alcance, restrições de pista, temperaturas do solo e condições meteorológicas, etc.
“Precisamos testar a aeronave a partir de vários tipos de pistas que seriam experimentadas pelos pilotos e, portanto, planejamos convidar nossos clientes o mais cedo possível para voar conosco – como fizeram no A330neo. Tenho certeza que aprenderemos muito, então esta campanha garantirá que entregaremos o produto que prometemos aos nossos clientes”, conclui Cottet.