Vols superar la velocitat del so

1997/11/01 Azkune Mendia, Iñaki - Elhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Patenteak/Asmakizunak
• Fisika

Els vehicles de quatre rodes van començar a trencar els rècords de velocitat fa temps. Nou anys després de la presentació del primer cotxe a París (1898), el comte de Chasseloup va aconseguir la marca de 63 km/h. Vehicle de marca Jeantaud i accionat per motor elèctric.

El cotxe “Serpollet”, amb motor de vapor en 1902, va recórrer 120 quilòmetres per hora. En 1925, el britànic Campbell va pujar la marca a 240 km/h i deu anys després a 480 km/h. Dins de quatre anys (1939), John Cobb va deixar la frontera a 593,5 km/h i a partir d'aquí va ser difícil establir millors rècords. En 1947 el mateix John Cobb va aconseguir una velocitat de 637 km/h, però el vehicle era tan pla com la palaia i tan exigent com l'aleta de vol. A més, tenia dos motors d'avió de 1.000 kW de potència per a impulsar-ho. El principal problema a aquesta velocitat era la resistència a l'aire del vehicle.

En 1939 els enginyers de Daimler-Benz havien dissenyat un vehicle aerodinàmic de potència 2.600 kW amb expectatives d'aconseguir una velocitat de 700 km/h. El projecte va ser suspès per la Segona Guerra Mundial.

En 1964, Donald Campbell va subministrar el seu bòlid amb una turbina de 3.700 kW de potència fins a aconseguir una velocitat de 648,7 km/h. A l'any següent, no obstant això, Bob Summers marca als Estats Units amb un vehicle més lleuger 655,7 km/h. Els quatre motors de Chrysler l'afectaven una potència total de 1.800 kW.

Velocitats 500-1000 km/h

Mentrestant, l'estatunidenc Graig Breedlove va seguir un altre camí. Pel fet que els avions van més ràpid que el cotxe i l'avió reactor és més ràpid que l'avió hèlix, va preparar un vehicle amb turboreactor sobre xassís de tres rodes. El Gran Llac Salat d'Utah va aconseguir els 657 km/h, però la Federació Internacional d'Automòbils no va acceptar aquesta marca.

De fet, el vehicle de Breedlove era un remolc tirat pel reactor, no un cotxe amb rodes motrius. No obstant això, de seguida es va organitzar la Federació Internacional de Motociclistes i es va estrenar la nova categoria, la de sid propulsat per reacció.

No obstant això, les condicions per a homologar el rècord eren les mateixes: en dos sentits la distància d'una milla (1.609 metres) s'ha de recórrer en una hora. Fora d'aquesta milla, el vehicle es troba a una distància suficient per a accelerar i després per a frenar. La marca homologada és la mitjana de les dues passades, per la qual cosa és inferior a la velocitat màxima instantània del vehicle. A més, les noves marques hauran de tenir com a mínim un 1% més que les anteriors.

Existeixen pocs llocs en el món per a realitzar els assajos esmentats. Normalment es tracta de llacs de sal secs: el Black Roc de Nevada als Estats Units, el Gran Llac Salat d'Utah o el llac Eyre a Austràlia.

En 1963 l'home més ràpid sobre el terreny era Craig Breedlove de 26 anys, amb una velocitat de 657 km/h. A l'any següent Art Arfons va pujar la marca a 863,8 km/h en un vehicle similar anomenat Green Monster, però en 1965 Breedlove es va avançar i va aconseguir una velocitat de 893,2 km/h. Quatre dies després Arfons va elevar la marca a 927,9 km/h i una setmana després Breedlove a 966,6 km/h.

Prop de la velocitat del so

En 1970 comença a competir Gary Gabelich. Va preparar un vehicle anomenat Blue Flame amb motor coet. Amb aquesta propulsió es va aconseguir una velocitat de 1.001,6 km/h, marca que va durar tretze anys. De fet, en 1983 el britànic Richard Noble va rodar 1.019,47 quilòmetres per hora en un vehicle impulsat pel reactor.

A partir de llavors, més d'un equip ha treballat per trencar aquesta marca i sobretot per aconseguir la velocitat del so. Però els problemes no són de tota mena. És difícil mantenir l'equilibri quan el vehicle circula per sobre de la roda a una velocitat superior a 600 km/h i mantenir el recorregut recte quan es frena. A més, en aproximar-se a la velocitat del so es produeixen seriosos problemes aerodinàmics. Hi ha experiència en avions sobre aquests problemes, però, a més d'assajos i simulacions de laboratori en terra, encara no s'ha realitzat cap prova real.

Greus problemes per ones de xoc

Abans de res cal aclarir que la velocitat del so en l'aire no varia en funció de la pressió, però depèn de la temperatura. La velocitat a 0 (C) és de 1.195 km/h, de 15 (C) a 1.225 km/h, de 20 (C) a 1.235 km/h i de 30 (C) a 1.250 km/h. En els llacs de sal, la velocitat de l'aire sol rondar els 1.235 km/h.

Les dificultats es troben més en el rang subsònic a supersònic que a velocitat supersònica, és a dir, entre 1.100-1.300 km/h. Aquesta zona crítica és ben coneguda pels pilots d'avions. L'aire es llisca de manera irregular i a diferents velocitats en els diferents trams de la carrosseria. Per tant, la pressió aerodinàmica varia molt d'un punt a un altre. D'aquesta forma es generen les ones de xoc i les zones perilloses d'alta pressió. Richard Noble, quan va establir la seva marca en 1983, va veure aquestes ones de xoc en l'extrem del vehicle.

Avui dia saben com evitar l'impacte de les ones de xoc en els avions, però què fer en la màquina de quatre rodes que circula pel sòl és la sidra de l'altra cuba. D'una banda, no hi ha experiència i per un altre, l'aire a nivell de la mar és més dens que en altituds grans. A més, les ones de xoc extremes de l'avió es poden propagar en l'aire en totes les direccions, però en el vehicle terrestre, a pesar que l'alt i els laterals estiguin lliures, sota hi ha terra.

Les diferències de pressió provocades per les ones de xoc poden donar lloc a l'enlairament del vehicle, al clavamiento en el sòl o al gir lateral.

Competidors actuals

Els principals competidors actuals per a trencar la marca són Breedlove (amb la seva “New Spirit of America”) i Noble (amb la seva “Thrust SSC”). Tots dos estan tractant de solucionar els riscos que acabem d'esmentar. Breedlove vol preparar el material en funció de les dades que obté en realitzar les proves a major velocitat. Noble, per part seva, es basa en simulacions en l'ordinador i en proves realitzades amb maquetes en patins a una velocitat de 1.300 km/h.

Cadascun d'aquests vehicles té el seu propi sistema de control d'estabilitat i de recorregut. A aquestes velocitats el vehicle no es condueix amb volant sinó amb control informàtic. L'aparell de Breedlove té tres rodes guia alineades en l'extrem del vehicle. En el noble, les dues rodes posteriors determinen el recorregut i la suspensió hidràulica modifica l'equilibri.

A més d'aquests dos competidors, existeixen uns altres. Art Arfons prepara el seu nou “Green Monster”. Australian Ross McGlashan ha aconseguit una velocitat de 900 km/h amb la seva màquina “Aussie Invader III” en un llac sec al costat d'Adelaide. La casa de McL, dedicada a la fabricació de bòlids per a la fórmula 1, prepara un vehicle anomenat “Maverick”. Aquestes dues últimes màquines tenen turboreactors, però a partir d'aquí poc sabem.