Queres superar a velocidade do son

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

• Patenteak/Asmakizunak
• Fisika

Os vehículos de catro rodas empezaron a romper as marcas de velocidade hai tempo. Nove anos despois da presentación do primeiro coche en París (1898), o conde de Chasseloup conseguiu a marca de 63 km/h. Vehículo de marca Jeantaud e accionado por motor eléctrico.

O coche “Serpollet”, con motor de vapor en 1902, percorreu 120 quilómetros por hora. En 1925, o británico Campbell subiu a marca a 240 km/h e dez anos despois a 480 km/h. Dentro de catro anos (1939), John Cobb deixou a fronteira a 593,5 km/h e a partir de aí foi difícil establecer mellores marcas. En 1947 o mesmo John Cobb alcanzou una velocidade de 637 km/h, pero o vehículo era tan plano como a platija e tan esixente como a aleta de voo. Ademais, tiña dous motores de avión de 1.000 kW de potencia paira impulsalo. O principal problema a esta velocidade era a resistencia ao aire do vehículo.

En 1939 os enxeñeiros de Daimler-Benz deseñaran un vehículo aerodinámico de potencia 2.600 kW con expectativas de alcanzar una velocidade de 700 km/h. O proxecto foi suspendido pola Segunda Guerra Mundial.

En 1964, Donald Campbell forneceu o seu bólido cunha turbina de 3.700 kW de potencia até alcanzar una velocidade de 648,7 km/h. Ao ano seguinte, con todo, Bob Summers marca en Estados Unidos cun vehículo máis lixeiro 655,7 km/h. O catro motores de Chrysler afectábanlle a unha potencia total de 1.800 kW.

Velocidades 500-1000 km/h

Mentres tanto, o estadounidense Graig Breedlove seguiu outro camiño. Debido a que os avións van máis rápido que o coche e o avión reactor é máis rápido que o avión hélice, preparou un vehículo con turborreactor sobre chasis de tres rodas. O Gran Lago Salgado de Utah alcanzou os 657 km/h, pero a Federación Internacional de Automóbiles non aceptou esta marca.

De feito, o vehículo de Breedlove era un remolque tirado polo reactor, non un coche con rodas motrices. Con todo, enseguida organizouse a Federación Internacional de Motociclistas e estreouse a nova categoría, a de sid propulsado por reacción.

Con todo, as condicións paira homologar a marca eran as mesmas: en dous sentidos a distancia dunha milla (1.609 metros) débese percorrer nunha hora. Fóra desta milla, o vehículo atópase a unha distancia suficiente paira acelerar e despois paira frear. A marca homologada é a media das dúas pasadas, polo que é inferior á velocidade máxima instantánea do vehículo. Ademais, as novas marcas deberán ter como mínimo un 1% máis que as anteriores.

Existen poucos lugares no mundo paira realizar os ensaios mencionados. Normalmente trátase de lagos de sal secos: o Black Roc de Nevada en Estados Unidos, o Gran Lago Salgado de Utah ou o lago Eyre en Australia.

En 1963 o home máis rápido sobre o terreo era Craig Breedlove de 26 anos, cunha velocidade de 657 km/h. Ao ano seguinte Art Arfons subiu a marca a 863,8 km/h nun vehículo similar chamado Green Monster, pero en 1965 Breedlove adiantouse e alcanzou una velocidade de 893,2 km/h. Catro días despois Arfons elevou a marca a 927,9 km/h e una semana despois Breedlove a 966,6 km/h.

Preto da velocidade do son

En 1970 comeza a competir Gary Gabelich. Preparou un vehículo chamado Blue Flame con motor foguete. Con esta propulsión alcanzouse una velocidade de 1.001,6 km/h, marca que durou trece anos. De feito, en 1983 o británico Richard Nobre rodou 1.019,47 quilómetros por hora nun vehículo impulsado polo reactor.

A partir de entón, máis dun equipo traballou por romper esa marca e sobre todo por conseguir a velocidade do son. Pero os problemas non son de todo tipo. É difícil manter o equilibrio cando o vehículo circula por encima da roda a unha velocidade superior a 600 km/h e manter o percorrido recto cando se frea. Ademais, ao aproximarse á velocidade do son prodúcense serios problemas aerodinámicos. Hai experiencia en avións sobre estes problemas, pero, ademais de ensaios e simulacións de laboratorio en terra, aínda non se realizou ningunha proba real.

Graves problemas por ondas de choque

Antes de nada hai que aclarar que a velocidade do son no aire non varía en función da presión, pero depende da temperatura. A velocidade a 0 (C) é de 1.195 km/h, de 15 (C) a 1.225 km/h, de 20 (C) a 1.235 km/h e de 30 (C) a 1.250 km/h. Nos lagos de sal, a velocidade do aire adoita roldar os 1.235 km/h.

As dificultades atópanse máis no rango subsónico a supersónico que a velocidade supersónica, é dicir, entre 1.100-1.300 km/h. Esta zona crítica é ben coñecida polos pilotos de avións. O aire deslízase de forma irregular e a diferentes velocidades nos distintos tramos da carrozaría. Por tanto, a presión aerodinámica varía moito dun punto a outro. Desta forma xéranse as ondas de choque e as zonas perigosas de alta presión. Richard Nobre, cando estableceu a súa marca en 1983, viu estas ondas de choque no extremo do vehículo.

Hoxe en día saben como evitar o impacto das ondas de choque nos avións, pero que facer na máquina de catro rodas que circula polo chan é a sidra da outra cuba. Por unha banda, non hai experiencia e por outro, o aire a nivel do mar é máis denso que en altitudes grandes. Ademais, as ondas de choque extremas do avión pódense propagar no aire en todas as direccións, pero no vehículo terrestre, a pesar de que o alto e os laterais estean libres, debaixo hai terra.

As diferenzas de presión provocadas polas ondas de choque poden dar lugar ao despegamento do vehículo, ao clavamiento no chan ou ao xiro lateral.

Competidores actuais

Os principais competidores actuais paira romper a marca son Breedlove (coa súa “New Spirit of America”) e Nobre (coa súa “Thrust SSC”). Ambos están a tratar de solucionar os riscos que acabamos de mencionar. Breedlove quere preparar o material en función dos datos que obtén ao realizar as probas a maior velocidade. Nobre, pola súa banda, baséase en simulacións no computador e en probas realizadas con maquetas en patíns a unha velocidade de 1.300 km/h.

Cada un destes vehículos ten o seu propio sistema de control de estabilidade e de percorrido. A estas velocidades o vehículo non se conduce con volante senón con control informático. O aparello de Breedlove ten tres rodas guía aliñadas no extremo do vehículo. No nobre, as dúas rodas traseiras determinan o percorrido e a suspensión hidráulica modifica o equilibrio.

Ademais destes dous competidores, existen outros. Art Arfons prepara o seu novo “Green Monster”. Australian Ross McGlashan alcanzou una velocidade de 900 km/h coa súa máquina “Aussie Invader III” nun lago seco xunto a Adelaide. A casa de McL, dedicada á fabricación de bólidos paira a fórmula 1, prepara un vehículo chamado “Maverick”. Estas dúas últimas máquinas teñen turborreactores, pero a partir de aí pouco sabemos.