Comet inaugurou a era dos jatos quadrimotores antes do Boeing 747

Embora o Boeing 747 seja frequentemente associado à consolidação dos aviões quadrimotores de grande capacidade, o de Havilland DH.106 Comet foi o modelo que iniciou a era comercial dos jatos. O avião entrou em serviço com a BOAC em maio de 1952 e passou a transportar passageiros a mais de 450 mph, ou 724 km/h, a cerca de 35 mil pés. Seu desempenho representou uma mudança significativa em relação aos aviões equipados com motores a pistão, mas o pioneirismo foi acompanhado por desafios estruturais relacionados à pressurização repetida da fuselagem. As investigações posteriores aos acidentes do modelo contribuíram para transformar os critérios de projeto e certificação aplicados à aviação comercial.

Para operar em altitudes muito superiores às dos aviões contemporâneos, o Comet utilizava uma diferença de pressão de cabine de 8,25 psi, ou 56,9 kPa. Esse valor era quase o dobro dos limites de aproximadamente 4 a 4,5 psi empregados em transportes como o Lockheed Constellation. A estrutura precisava, portanto, suportar a expansão e a contração da fuselagem em cada voo. A equipe liderada pelo projetista-chefe Ronald Bishop recorreu a uma pele de alumínio DTD 546 de apenas 22 gauge, com espessura entre 0,028 e 0,036 polegada, ou 0,71 a 0,91 milímetro, fixada a longarinas com resina sintética Redux. A redução de peso ajudou o avião a alcançar velocidade e altitude inéditas, mas também aumentou a importância do comportamento da pele metálica sob ciclos repetidos de pressurização.

Os ensaios iniciais pareciam confirmar a resistência do projeto. Fuselagens de teste foram submetidas a pressões estáticas de até 16,5 psi, aproximadamente 113,8 kPa, além de milhares de ciclos simulando voos. O material descreve um paradoxo: essas estruturas resistiram a uma pressão muito superior à máxima operacional, enquanto aviões em serviço desenvolveram trincas fatais após um número relativamente menor de ciclos. A investigação do acidente envolvendo o G-ALYP, no voo 781 da BOAC, indicou que a ruptura começou no canto de uma abertura destinada à escotilha da antena do sistema de busca automática de direção, instalada no teto da cabine. Assim, a explicação não se limitava às janelas quadradas, frequentemente apontadas como a única causa do problema.

O mecanismo identificado envolvia a combinação entre cantos concentradores de tensão e detalhes do processo de fabricação. Para acelerar a produção, a de Havilland utilizava uma técnica de puncionamento e escareamento para instalar rebites ao redor das aberturas, em vez de perfurar e conformar individualmente cada ponto de fixação. Segundo o material, esse procedimento podia produzir microfissuras nas bordas dos furos da fina pele de alumínio. Com a repetição da pressão de cabine, essas imperfeições se expandiam em regiões submetidas a tensões elevadas, que poderiam chegar a 45.700 psi, ou 315 MPa. Quando uma trinca alcançava dimensão crítica, a pressão interna podia provocar a abertura rápida da fuselagem. O caso demonstrou que os cálculos de resistência estática não eram suficientes para prever a vida estrutural de um avião pressurizado.