Tupolev Tu-95: o mais fantástico turboélice da história

Entre centenas de aeronaves militares soviéticas, o Tupolev Tu-95 é, talvez. um dos mais bem sucedidos. Quase 60 anos após o seu primeiro voo, continua operacional Força Aérea Russa, e sua carreira parece estar longe de se encerrar. De fato, o Tu-95, tal como o bombardeiro americano Boeing B-52, sobreviveu a muito dos seus sucessores, e é um verdadeiro ícone da história da aviação.

O Tu-95 escoltado por um Mig-29

A história do Tu-95 remonta ao final dos anos 40. Nessa época, no início da Guerra Fria, um dos maiores problemas estratégicos das forças armadas soviéticas era a sua incapacidade de ameaçar o território dos Estados Unidos com bombardeiros estratégicos. Os bombardeiros Tupolev Tu-4, copiados de uma aeronave Boeing B-29 americano internada na Rússia durante a Segunda Guerra Mundial, ficaram rapidamente obsoletos, assim como uma variante ampliada desse avião, o Tu-85. Equipados com motores a pistão, essas aeronaves não tinham alcance e nem capacidade de sobreviver a uma guerra em território americano.

Os militares soviéticos emitiram uma ordem para os Escritórios de Projetos de Andrey Tupolev e Vladimir Myasishchev, visando conceber uma aeronave de bombardeio estratégico, com alcance suficiente para ameaçar o território dos Estados Unidos. Para tanto, o avião deveria ter um alcance superior a 8 mil Km, sem reabastecer, e carregar pelo menos 11 toneladas de bombas.

O Escritório Tupolev estava com um grande problema nas mãos. Ao abandonar os motores a pistão, ficou difícil encontrar um propulsor adequado para o avião. Os motores turbojatos AM-3, que estavam sendo propostos para um bombardeiro intercontinental, revelaram ter um consumo de combustível incompatível com os requisitos de alcance pedidos pelos militares.

Um Tu-95 acompanhado de perto por um F-4 da Marinha Americana

Tupolev considerou, então, a possibilidade de utilizar motores turboélices. Esses motores tinham consumo muito menor que os famintos turbojatos, e possibilitariam uma velocidade intermediária entre os jatos e os aviões a pistão, além do desejado alcance intercontinental.

Trem de pouso principal

O motor turboélice seria fornecido pelo Escritório de Projetos Kuznetsov, teria entre 11 e 12 mil SHP, e acionaria hélices contra-rotativas de 8 pás. A proposta de Tupolev foi selecionada oficialmente em  11 de junho de 1951, e o protótipo rapidamente começou a ser construído.

Torre de cauda, com dois canhões de 23 mm

Ao contrário do seu revolucionário grupo motopropulsor, o protótipo tinha uma estrutura bastante convencional. Aerodinamicamente, no entanto, era muito evoluído, pois usava asas enflechadas em 35 graus, para melhorar as características de voo a alta velocidade. Esse enflechamento tinha a vantagem adicional de fazer com que as longarinas principais das asas passassem pela fuselagem à frente do compartimento de bombas, aumentando o seu volume útil.

Desenho em 4 vistas do Tu-95

Pouco mais de um ano após a construção, o primeiro protótipo estava pronto. Utilizando motores Kuznetsov 2TV-2F, que eram, na verdade, dois turboélices TV-2 acoplados a uma única caixa de redução, o avião decolou para o seu primeiro voo no dia 12 de novembro de 1952, sob o comando de Alexey D. Perelet. Infelizmente, falhas nas caixas de redução dos motores terminaram por provocar um acidente com o avião, em 11 de maio de 1953, no 17º voo de testes. O aviâo pegou fogo em voo, caiu, e Perelet e mais três tripulantes morreram. Até que um motor melhor e definitivo fosse desenvolvido, o projeto ficou praticamente paralisado. O segundo protótipo foi equipado com os mais confiáveis motores Kuznetsov NK-12, de 12 mil SHP, em fevereiro de 1955, e foi muito bem sucedido. (vide artigo sobre o motor NK-12 nesse blog: http://culturaaeronautica.blogspot.com.br/2011/10/kuznetsov-nk-12-o-mais-poderoso-motor.html).

Parte inferior do nariz do Tu-95

Depois de uma fase de testes, durante 1955, a produção seriada do avião começou em janeiro de 1956. A Força Aérea Soviética designou o avião como Tu-20, quando a aeronave começou a ser entregue às unidades operacionais, em 1956, enquanto a designação interna da Tupolev era Tu-95. Embora a designação Tu-20 fosse rapidamente abandonada na União Soviética, por um longo tempo os americanos continuaram a chamar o avião de Tu-20. A OTAN designou o avião com o nome de código "Bear" (urso).

Decolagem de um Tu-95

A princípio, embora o Tu-95 se constituísse em uma assustadora ameaça para os americanos, o Departamento da Defesa (DoD) não estava muito impressionado. Avaliaram a aeronave como capaz de atingir 400 MPH (644 Km/h) de velocidade máxima e de um alcance de 7.800 milhas (12.500 Km). O DoD, no entanto, teve que rever esses valores, para cima, muitas vezes.

Motores NK-12 e hélices do Tu-95

O Tu-95 revelou ser uma aeronave confiável, poderosa e versátil, com características inéditas. Equipado com quatro gigantescos motores NK-12, cuja potência, posteriormente, chegou a 14.800 SHP, o avião conseguia desenvolver até 920 Km/h de velocidade máxima, subir 10 m/s (aproximadamente 2.000 pés por minuto), superando muitos jatos contemporâneos. A excepcional eficiência dos motores NK-12 permitiu um extraordinário alcance de 15.000 Km (8.100 Milhas Náuticas) sem reabastecimento, e um teto de serviço de 13.700 metros, ou 45 mil pés (note-se que a aviação russa usa o Sistema Métrico Decimal para velocidade, alcance, potência e outras unidades de medida). Em termos de desempenho operacional, o Tu-95 é praticamente equivalente ao seu rival americano, o Boeing B-52, outra aeronave poderosa, versátil e longeva. A título de comparação, o B-52 tinha velocidade um pouco maior, 960 Km/h, mas menor alcance, 12.000 Km.

Dois Tupolev Tu-95, ao lado de um Boeing B-52

A missão inicial do Tu-95 era carregar bombas nucleares de queda livre, mas desenvolvimentos posteriores mostram a versatilidade da aeronave, que depois ganhou capacidade de conduzir mísseis de cruzeiro, fazer patrulhamento marítimo e guerra eletrônica. Até mesmo uma aeronave civil de passageiros, o Tu-114, foi desenvolvida a partir de dois protótipos Tu-95 convertidos para transporte militar Tu-116. Essa versatilidade fez com que o avião continuasse em produção até 1992.

Ainda operacionais, os Tu-95 foram acompanhados por gerações de caças ocidentais, como esse F-22 Raptor americano

É claro que a aeronave tem os seus defeitos. Seu nível de furtividade é praticamente nulo. É melhor classificá-la como aeronave "ostensiva", pois é impossível que passe despercebida de qualquer meio de detecção. Sua "assinatura" de radar não somente é enorme, mas claramente caracterítica, devido às hélices gigantes. O ruído produzido pelas hélices em alta velocidade é, literalmente, ensurdecedor, embora as caixas de redução limitem sua velocidade de  rotação a 750 RPM. O Tu-95 é considerado a aeronave militar mais barulhenta da história, e pode ser detectado, pelo ruído, até de submarinos mergulhados. Os militares americanos consideram esse ruído intimidador, mas, na verdade, é um fator de vulnerabilidade do avião em ambiente de guerra.

As enormes hélices contra-rotativas do Tupolev Tu-95

As hélices contra-rotativas de 8 pás é uma das características mais notáveis do Tu-95. Embora girem a apenas 750 RPM, as pontas começar a entrar em velocidade supersônica a Mach 0,75, a velocidade de cruzeiro econômica do avião. Todavia, como a maior parte do empuxo é produzido pelas estaçôes internas da hélice, essa permanecem eficientes até Mach 0,85, embora produzam um ruído espantoso.

Os enormes trens de pouso do Tu-95

Em 1958, o bombardeio por bombas de queda livre já era impraticável, e o avião começou a ser modificado para carregar mísseis e equipamento de reabastecimento no ar, além de abastecimento por pressão centralizado em um único bocal, e, em meados dos anos 60, as aeronaves portadoras de mísseis Tu-95K-20 tiveram seus aviônicos atualizados, sendo designadas como Tu-95KM. Esses aviões levavam mísseis de cruzeiro Kh-20M, com um alcance máximo de até 600 km. Os mísseis Kh-20M, designados pela OTAN como AS-3 Kangaroo, foram os maiores mísseis aerotransportados até hoje fabricados. e ficaram em serviço até 1970.

Trem de pouso do nariz, longo o suficiente para manter as hélices afastadas do chão

Em 1963, o Escritório de Projetos Tupolev começou a desenvolver uma nova geração de Tu-95KM, capazes de levar mísseis Kh-22 Raduga, com sistema de orientação autônomo e destinado a destruir os grupos de porta-aviões de combate americanos, bem como alvos fixos costeiros. Por várias razões, o desenvolvimento foi adiado, e o primeiro avião remodelado voou pela primeira vez só em 30 de outubro de 1973. Em 1987, tal aeronave entrou finalmente em serviço ativo. Os mísseis Kh-22 Raduga eram ligeiramente menores que os Kangaroo, e podiam, assim como esse, levar ogivas nucleares de até 800 kilotons, ou armamento convencional.

O míssil Kh-20 "Kangaroo", o maior míssil aerotransportado já produzido

Em setembro de 1979, a versão "definitiva" do Bear, o Tu-95MS, designada internamente pela Tupolev como Tu-142, voou pela primeira vez. Essa versão, equipada com mísseis, continuou em produçao até 1992. Os soviéticos estavam desenvolvendo uma aeronave substituta, que acabou sendo cancelada com o colapso da União Soviética em 31 de dezembro de 1991, e mantiveram os antigos Tu-95 em serviço ativo.

O espaçoso cockpit do Tu-95

Os Tu-95MS que estão em serviço atualmente foram fabricados nas décadas de 80 e 90. Seus dois pilotos sentam-se lado a lado, em um espaçoso cockpit, e operam manches de volante convencionais. Atrás dos pilotos ficam o engenheiro de voo, à direita, e o operador de rádio, à esquerda. Atrás do engenheiro, existe uma pequena cozinha, equipada com fogão elétrico, e um banheiro químico. Atrás do operador de rádio, fica o operador de armas defensivas, e um operador de guerra eletrônica. No cone de cauda, um artilheiro opera os canhões de 23 mm. Existem dois compartimentos pressurizados, um à frente e outro à ré, e nenhum tripulante dispõe de assento ejetável.

Versões do Tu-95

Muitas outras versões foram fabricadas. Um modelo Tu-95V foi utilizado para lançar a Tsarbomb, a mais poderosa de todas as bombas termonucleares já fabricadas, sobre a ilha de Novaya Zemlya, no Ártico, em 1961. Um modelo Tu-95LAL fez 34 voos com motores Kuznetsov NK-14a nucleares instalados no lugar dos NK-12 internos, também em 1961. Era o protótipo para o cancelado projeto Tu-119, e um dos raríssimos aviões movidos por energia nuclear na história.

Interior do Tu-95

Durante a Guerra Fria, os voos dos Tu-95 eram acompanhados de perto pelos caças da OTAN, pela ameaça que representavam. Chegavam a voar tão próximos que as tripulações se viam e se cumprimentavam, embora teoricamente fossem "inimigos". O maior problema dos pilotos de caça da OTAN, nessas missões, era aguentar o ruído quase insuportável dos NK-12 dos Tupolev em cruzeiro.

Tu-95 exposto em Zukhovsky

Sem substituto a vista, o Tu-95MS continua em serviço ativo, 28 aeronaves Tu-95MS-6 e 35 Tu-95MS-16. Outras 23 aeronaves estão na Ucrânia, provavelmente inativas, mas em condições de ser reativadas. O Presidente da Rússia, Vladimir Putin, em 2007, ordenou a reativação da linha de produção dos Tu-95, e a Tupolev tem trabalhado nisso desde então. As previsões de vida útil da aeronave, que vem sendo continuamente atualizada em seus equipamentos, alcançam até 18 anos, e é de se esperar que os Tu-95 se mantenham em serviço ate 2040, feito que a tornará uma das mais longevas aeronaves militares da história, com mais de 80 anos de serviço ativo, comparável apenas ao bombardeiro americano B-52.

Colomban Cri-cri: o inacreditável menor bimotor do mundo

O engenheiro aeronáutico francês Michel Colomban, nascido em 1932, sempre foi fascinado por aeronaves de pequeno porte. No final da década de 1950, ele tinha uma proposta de construir uma aeronave homebuild pequena e econômica, com desempenho acrobático. Sua idéia inicial era projetar um avião monoposto muito simples e leve (até 180 Kg), capaz de levar um piloto de 78 Kg de peso e 10 Kg de combustível, e equipado com um motor de 20 HP. Seus cálculos provaram que uma área de asa de 4 metros quadrados era viável.

Cri-cri com matrícula alemã. Notem a pequena envergadura

Devido aos compromissos profissionais, Colomban desenvolveu lentamente seu projeto, por mais de uma década, até chegar, em 1971, a um design definitivo. Os avanços tecnológicos dessa época permitiram vários melhoramentos em relação ao modelo antes imaginado. A nova aeronave incorporou aerofólios de perfil laminar avançados (21,7 Wortmann), de baixo arrasto, uso extensivo de composites e chapas de metal muito finas, o que permitiu uma drástica redução do peso. Essa redução do peso permitiu reduzir a área alar para apenas 3,1 metros quadrados. Colomban repensou o grupo motopropulsor e resolveu utilizar dois motores de motosserra Stihl, de 8 HP cada, ao invés de usar um único motor de 20 HP.

Essa foto, tirada debaixo de um Boeing 747, dá uma idéia do pequeno tamanho do Cri-cri

A idéia de colocar dois motores se revelou uma ótima solução, pois além de reduzir o peso total da aeronave, permitiu instalar hélices de diâmetro muito pequeno, que podiam girar, eficientemente, a altas velocidades, sem que suas pontas atingissem velocidades supersônicas. Colocados lado a lado no nariz da aeronave e bem próximas do eixo longitudinal, permitiam fácil controlabilidade em caso de falha de um deles.

A construção do primeiro protótipo consumiu 1.500 horas de trabalho, entre 1971 e 1973. Como a intenção era criar uma aeronave acrobática, Colomban executou vários testes estáticos de carga estrutural para se certificar da resistência do avião à manobras radicais.

Demonstração do baixo peso da aeronave

Colomban batizou sua nova aeronave de Cri-cri, diminutivo de cricket, apelido da sua filha. O avião tinha um peso vazio de apenas 63 Kg, 4,9 metros de envergadura e 3,9 metros de comprimento. O protótipo, designado MC-10, voou pela primeira vez em 19 de julho de 1973, no aérodromo de Guyancourt, pilotado por Robert Bush.

O "carro" dos Jetsons, que lembra o Cri-cri.

A aeronave era atraente pelo pequeno tamanho e baixo custo, mas o que chamou a atenção mesmo foi o seu espetacular desempenho acrobático. A velocidade máxima em voo nivelado era de 125 MPH, e o avião podia rolar, graças à sua pequena envergadura, a 360 graus por segundo. Também podia executar qualquer outro tipo de manobra acrobática. Seus motores de dois tempos podiam funcionar tranquilamente em manobras em G negativo. Com motores de 15 HP, podia subir 1.200 pés por minuto.

O cockpit do Cri-cri, relativamente confortável e espaçoso, para um avião tão pequeno

Os construtores amadores franceses se apaixonaram pelo pequeno avião, que lembrava vagamente o carro voador dos Jetsons, populares personagens de desenho animado da época. O homebuilders compraram os projetos e começaram a construir suas aeronaves.

Painel de instrumentos do Cri-cri. Notem a posição do tanque e as duas manetes

Os primeiro resultados obtidos pelos homebuiders, no entanto, foram frustrantes. A construção revelou-se bastante difícil, a despeito do pequeno tamanho da aeronave, e a afinação e sincronização dos dois motores deram muita dor de cabeça. Demorou uma década para Colomban "afinar" seu projeto e emitir manuais práticos de construção para os operadores, mas o avião tornou-se finalmente um sucesso total.

O Cri-cri, menor bimotor do mundo

Como era um homebuilt, os construtores experimentaram várias modificações no projeto original, principalmente no que diz respeito à motorização. Motores de kart, de aeromodelos, de motosserras e de cortadores de grama foram instalados nas aeronaves, cerca de 80 tipos diferentes. A potência desses motores ficava entre 9 a 15 HP cada um.

Desenho em corte do Cri-cri. Clique na foto para melhor resolução

Nem tudo era perfeito no Cri-cri, no entanto. Sua relativamente alta velocidade de estol (42 MPH em power-off) e a alta sensibilidade de comandos tornam a aeronave inadequada para pilotos principiantes, e a autonomia é muito baixa, pela baixa capacidade do tanque (6 galões americanos), que fica localizado logo abaixo das pernas do piloto, apoiando-as.

O Cri-cri pode ser transportado no teto de um carro grande

Até o presente, estima-se que só na França foram construídos pelo menos 100 exemplares. Cerca de 30 foram construídos nos Estados Unidos, e outros 20 devem estar espalhados pelo mundo, especialmente na Austrália, no Canadá e na Alemanha. Então, os exemplares construídos, de todos os modelos (MC-10, MC-12, MC-15 e outros) provavelmente ultrapassam 150 aeronaves.

O modelo MC-15S, de 1998, foi projetado para usar dois motores JPX PUL 212, de um cilindro, 210 cm cúbicos de cilindrada e 15 HP. Provavelmente, esse motor pode ser considerado um "padrão" para a aeronave.

Jet Cri-cri de Charmont

Pelo menos um Cri-cri foi modificado para usar dois motores a jato Olympus AMT, usados em aeromodelos de grande porte e capazes de produzir 80 libras-força de empuxo (36 N) cada um. Essa aeronave foi construída pelo francês Nicolas Charmont e é capaz de desenvolver 150 MPH em voo nivelado, 25 a mais que os melhores modelos com motor a pístão. A velocidade nunca exceder (VNE) permaneceu em 160 MPH, assim como o peso máximo de decolagem, 170 Kg. No entanto, outros dois construtores experimentaram motores a jato no Cri-cri, como Yves Duval e Bonaire Dominique. Esse último utilizou motores JetCat 200SX.

Jet Cri-cri de Bonaire Dominique

O mais recente e fascinante modelo do Cri-cri, no entanto, foi desenvolvido conjuntamente pela EADS Inovation Works, Aero Composites Saintonges e Green Cri-cri Association. Trata-se de uma aeronave movida por 4 motores elétricos brushless (sem escovas), instalados aos pares nas naceles e acionando duas hélices contra-rotativas cada par.

O Cri-cri elétrico da EADS: o menor quadrimotor do mundo

O Cri-cri elétrico, matriculado F-PRCQ, voou pela primeira vez às 11:12 da manhã do dia 28 de agosto de 2010, no Aeroporto de Le Bourget, em Paris. O piloto de provas relatou que os motores funcionam com extrema suavidade e silêncio, quando comparados aos aviões a pistão. O avião foi capaz de subir a 1.040 pés por minuto, e voltou ao solo depois de um curto voo de 7 minutos de duração. As baterias de íons de lítio permitem voar 30 minutos na velocidade econômica de 70 MPH ou 15 minutos em acrobacias, com velocidades de até 155 MPH. É a menor aeronave quadrimotora já construída.

Grupo motopropulsor elétrico da EADS: dois motores e duas hélices contra-rotativas

A EADS - European Aeronautic Defense and Space Company é um dos maiores conglomerados do ramo aeroespacial do mundo, e tem como subsidiárias as empresas Airbus e Eurocopter. A empresa está desenvolvendo vários projetos de propulsão alternativa, como biocombustível baseado em algas e um helicóptero de propulsão híbrida, além do Cri-cri totalmente elétrico.

No Brasil, existiu pelo menos um exemplar de Cri-cri voando, o PP-ZCE. Devem existir mais exemplares, completos ou incompletos. Pela legislação brasileira (RBHA 103A), essa aeronave não pode ser registrada como ultraleve, pois tem dois motores e duas hélices, e isso limita um pouco o interesse pelo avião. Segundo algumas fontes de informação, não totalmente confirmadas, o PP-ZCE usou dois motores de moto Yamaha DT-180. Sua matrícula já foi cancelada no RAB - Registro Aeronáutico Brasileiro.

Colomban ainda fornece, limitadamente, plantas para a construção do Cri-cri, mas tem se dedicado a modelos mais recentes, como o MC-100 Banbi e o MRC-01, em conunto com Christopher Robin. Mas sua obra mais notável, provavelmente, sempre será o fantástico "menor bimotor do mundo", o Cri-cri.

Quanto tempo dura um avião comercial?

Responder à essa pergunta não é simples. Sendo uma máquina muito cara, obviamente uma aeronave deve durar muito tempo, para dar o melhor retorno financeiro possível ao seu operador. Todavia, ao final de muitos anos, ou algumas décadas, o seu fim, certamente, chegará.

Aeronaves retiradas de serviço sendo desmontados em Marana, Arizona

O fabricante de uma aeronave, desde a fase de projeto, estima um limite de vida útil de suas aeronaves. Vários ítens, como estruturas, segurança, economia e exigências legais, influem na determinação da durabilidade de uma aeronave comercial.

A durabilidade da estrutura da aeronave é um fator fundamental para se estabelecer a sua vida útil. Uma aeronave sofre muitos tipos de esforços quando está em operação: pousos, turbulências, acelerações (fator carga), pressurização e despressurização, manobras, e outros.

A estrutura é feita para suportar tais esforços, mas não vai poder suportá-los para sempre, há um limite prático para isso.

Após décadas de uso, o desmonte

Os engenheiro que projetam uma aeronave sabem que tipo de operação a aeronave vai fazer, as características do material de que é construída, os esforços que vai sofrer e podem estimar quanto tempo a aeronave pode voar sem sofrer reparos maiores. Mas os engenheiros sabem também que nenhuma máquina dura eternamente, e que vai chegar a um ponto no qual os reparos serão, tecnicamente ou economicamente, inviáveis.

Velha fuselagem repleta de reforços estruturais

A estrutura de uma aeronave sofre danos, durante o uso, que comprometem seu desempenho e segurança com o decorrer do tempo. Entre os principais problemas que afetam as estruturas, dois merecem destaque especial, a fadiga de material e a corrosão.

A fadiga é um processo físico, decorrente de esforços repetitivos no material. Se uma pessoa pegar um pedaço de arame de aço, por exemplo, e dobrá-lo repetidas vezes, ele vai se quebrar. O mesmo pode acontecer com todas as peças metálicas e algumas não metálicas dos aviões.

Dano típico em um componente causado por fadiga

As partes estruturais de um avião mais sujeitas à fadiga são as longarinas das asas, as estruturas de apoio dos trens de pouso e as fuselagens pressurizadas.

Linha das janelas reforçada por chapas sobrepostas em um Boeing 737

As longarinas das asas são um ótimo exemplo do efeito de fadiga de material, já que, enquanto o avião está voando, as asas sustentam o peso do avião, e enquanto o avião está no solo, é o avião que sustenta o peso das suas asas. São esforços de flexão em sentidos opostos, que se repetem a cada voo que o avião faz. Como as peças que suportam esses esforços da asa são as longarinas, elas estão sujeitas à fadiga depois  de um certo tempo de operação.

Lockheed C130 perdendo as asas por falha das longarinas

Embora o tempo no qual a fadiga das longarinas ocorre seja previsto pelos engenheiros, às vezes ocorre falha prematura, e com resultados catastróficos. Falhas prematuras ocorrem geralmente por carga excessiva, ultrapassagem de limites operacionais de velocidade ou manobra e operação em condições não previstas pelos fabricantes, mas podem ocorrer também em condições normais de voo, por erro dos projetistas ou por deficências de material.

Um grande reforço estrutural, logo abaixo da porta

Substituição ou reparo de longarinas afetadas por fadiga são procedimentos extremamente dispendiosos, e muito raramente são viáveis economicamente, o que condena a célula inteira para o uso e força a retirada definitiva de serviço da aeronave.

A fadiga nas fuselagens pressurizadas ocorre com muita frequência, pois uma aeronave comercial é pressurizada e despressurizada a cada voo, causando esforços em milhares de peças que compõem a fuselagem. É natural que ocorra fadiga, especialmente em aeronaves de voo doméstico ou regional, que pousam e decolam várias vezes no mesmo dia.

Reforço estrutural sendo aplicado em uma aeronave

A fadiga na fuselagem causada pela pressurização é tão relevante que as aeronaves comerciais possuem limites de operação por ciclos de voo, e não por horas de operação. Cada ciclo corresponde a uma decolagem, um voo e um pouso, correspondendo a uma pressurização e a uma despressurização da cabine. 

DC-10 sendo desmontado. Reparem nos reforços aplicados ao longo do tempo

Uma aeronave de porte médio, como um Boeing 737 ou um Airbus A320, por exemplo, terá um número de ciclos muito mais próximo ao número de horas de voo do que um jato grande, como um Boeing 747, que faz voos de muitas horas em rotas internacionais. Teoricamente, a fadiga por pressurização deveria ser muito maior nas aeronaves de porte médio mas, como as deformações na fuselagem, resultantes da pressurização na cabine, são maiores nas aeronaves de grande porte, essas sofrem mais fadiga por ciclo que uma de porte médio.

reforços estruturais aplicados em grande quantidade em uma aeronave Boeing 737-300

Como, em geral, cada ciclo corresponde a um pouso completo, a fadiga nas estruturas que suportam os trens de pouso também é maior nas aeronaves de porte médio. Por isso, os projetistas colocam estruturas reforçadas nesse tipo de aeronave, para evitar que danos de reparo dispendioso encurtem a vida útil do avião.

Chapa de alumínio totalmente contaminada pela corrosão

Além da fadiga de material, outro grande fator limitador da vida útil do avião é a corrosão. A corrosão é um processo químico que afeta especialmente as estruturas metálicas, mas que pode atingir qualquer tipo de material, incluindo composites, plásticos, borrachas e equipamentos eletrônicos.

Corrosão intergranular em uma peça de aço inoxidável

A corrosão dos metais é a transformação desses em outros compostos, em geral óxidos, por exposição direta ao ar ou por processos eletroquímicos ou eletrolíticos. Essa transformação degrada os metais e suas ligas e diminuem drasticamente a sua resistência mecânica.

Corrosão intergranular em uma liga de alumínio

Embora as superfícies metálicas dos aviões sejam protegidas por pintura, anodização ou  produtos químicos, com a passagem do tempo essa proteção perde a eficiência e as estruturas podem sofrer corrosão, comprometendo a sua vida útil. Como ligas de alumínio podem sofrer corrosão em sua estrutura molecular interna, a chamada corrosão intergranular, o risco de ocorrer falhas catastróficas é grande em aeronaves mais antigas e/ou expostas a condições adversas, como atmosfera salina e úmida, por exemplo.

A corrosão intergranular, uma das formas mais destrutivas de corrosão, não é exclusiva das ligas de alumínio, pois ocorre também com o ferro e o aço, inclusive o aço inoxidável.

Resgate dos passageiros do Boeing 737 da Aloha

Um exemplo clássico de acidente relacionado tanto com a fadiga quanto com a corrosão foi o ocorrido com o Boeing 737-200 matriculado N73711, que fazia o voo 243 da Aloha Airlines em 28 de abril de 1988. Essa aeronave perdeu grande parte da fuselagem, na parte dianteira da cabine de passageiros. Apesar do grande dano, os pilotos conseguiram pousar a aeronave no Aeroporto de Kahului, no Havaí. O nariz baixou 5 graus, os cabos de comando ficaram quase travados, mas o pouso foi bem sucedido. Uma comissária, Clarabelle Lansing, estava recolhendo o serviço de bordo e acabou sendo sugada para fora do avião. Foi a única vítima fatal, mas 65 passageiros acabaram sofrendo ferimentos médios e leves.

O pesado dano no Boeing 737 da Aloha

O Boeing da Aloha foi sucateado. A falha fatal foi consequência tanto da corrosão marítima quanto da fadiga. O avião tinha nada menos que 89 mil ciclos, voados em geral a baixa altura acima do oceano no arquipélago do Havaí, uma atmosfera altamente salina e corrosiva. Foi uma combinação fatal, mas que deixou grandes ensinamentos.

Quando uma aeronave vai ficando mais velha, torna-se necessário executar custosas e demoradas inspeções e reparos nas partes danificadas. É usual reforçar o revestimento da fuselagem, por exemplo, com chapas sobrepostas às chapas danificadas, o que resolve o problema, mas cria outro, pois acrescenta mais peso ao avião.

Aeronaves muito antigas podem ter sua capacidade de carga e de passageiros reduzida, devido ao peso dos reforços estruturais e reparos introduzidos na estrutura, ao longo da sua vida útil.

Grande número de reforços em um Boeing 747 desativado, hoje em um museu

O resultado prático do envelhecimento do avião é o custo cada vez mais alto de manutenção e a disponibilidade para o voo cada vez menor. Embora isso possa ser parcialmente compensado por preços de aquisição ou de leasing menores, chegará certamente a hora em que a empresa não mais conseguirá manter a aeronave em operação.

Exigências legais e ambientais também podem trazer problemas para manter aeronaves antigas em voo, assim como Diretrizes de Aeronavegabilidade (AD - Airworthiness Directives) emitidas pelos fabricantes. Se o custo de se modificar ou reparar a aeronave, para que a mesma se adeque aos requisitos legais ou para cumprir  ADs, for muito elevado, certamente compensará mais desmontá-la para aproveitamento de componentes ou vendê-la como sucata.

Uma preocupação adicional com as velhas aeronaves veio com o acidente do voo TWA 800. Essa aeronave era um velho Boeing 747, que explodiu no ar após decolar de Nova York, sem qualquer aviso, em 1996. O acidente foi causado pela explosão do tanque central, que estava quase sem combustível. O tanque, superaquecido pelas packs do sistema pneumático, estava repleto de vapor altamente inflamável, e uma faísca elétrica, resultante de cabos com isolamento corroído, provocou uma explosão catastrófica. Verificou-se, depois, que poderiam haver de 220 a 2.000 fissuras nos cabos elétricos de uma aeronave tão antiga quanto o 747 da TWA, que tinha 26 anos de operação. Isso era devido à corrosão do revestimento dos cabos.

Fuselagem do Boeing 747 da TWA, reconstruída depois do acidente, durante as investigações

O acidente do voo TWA 800 provocou imediata reação das autoridades, fabricantes e operadores de aeronaves, que passaram a considerar o cabeamento elétrico com mais atençao, em seus programas de manutenção dos chamados "jatos geriátricos".

Com o crescente desenvolvimento de motores mais econômicos e mais silenciosos, equipamentos eletrônicos de navegação, comunicação e gerenciamento de voo mais avançados, torna-se vantajoso para a maioria das empresas substituir as aeronaves mais antigas, exceto se a capacidade financeira da empresa não puder suportar os custos de aquisição ou leasing mais altos de uma aeronave nova.

Passageiros geralmente não gostam de voar em aeronaves antigas, e o destino de muitos aviões bem voados é ser convertido para levar carga. Voos de carga são rentáveis e  não sofrem tantos prejuízos por atrasos e cancelamentos quanto os voos de passageiros.

Airbus A300 sendo convertido em cargueiro. Notem os reforços aplicados na fuselagem, em verde

A retirada de serviço e o desmonte da aeronave pode ocorrer prematuramente. O principal motivo para isso é o alto valor dos motores e outros componentes que, se retirados da aeronave e vendidos, podem render mais do que o valor da aeronave inteira. Uma aeronave Boeing 777-200, que voou pela British Airways como G-ZZZE e pela Varig como PP-VRD, foi desmontada em 2007, em Walnut Ridge, Arkansas, USA, pois era de um modelo de curto alcance, com mercado restrito, e que valia mais em componentes do que inteira. Tinha apenas 11 anos de uso quando foi desmontada.

Fuselagem do primeiro Boeing 777 a ser desmontado, em Walnut Ridge, Arkansas

A retirada prematura de serviço de aviões comerciais pode acontecer também em razão de evoluções tecnológicas. Um exemplo bem claro disso aconteceu no início da década de 1960, quando os grandes aviões a pistão de voo internacional, como os Lockheed Super Constellation e Douglas DC-7, foram substituídos pelos jatos. Grandes demais para serem utilizados como aviões domésticos, tiveram vida útil extremamente curta, de cinco anos ou até menos.

Em geral, a vida útil prevista para uma aeronave construída hoje é de cerca de 30 anos. É bem maior que a prevista para aeronaves mais antigas, e pode ser prorrogada no futuro. Afinal, algumas aeronaves antigas tiveram uma sobrevida muito longa, durando muito mais tempo que o previsto pelos projetistas. São exemplos de aeronaves longevas os Boeing 707, 727 e 737, e os Douglas DC-8. Alguns exemplares já passam dos 40 anos de uso e ainda permanecem em serviço.