Un equipo de ingenieros británicos finalmente presentaron el Bloodhound SSC, el automóvil más potente del mundo que puede superar la velocidad de 1.600 Kilómetros por hora, un auto que prácticamente parece un cohete sobre ruedas. Es evidente que se trata de una maravilla de la ingeniería, por lo que hablamos con el Ingeniero Mecánico responsable de este proyecto para averiguar cómo fue construido este vehículo.
Como te podrás imaginar, este objetivo ha tenido como consecuencia que el equipo deba considerar algunos cambios importantes en su diseño. Pero afortunadamente en él trabajan un equipo de expertos en Fórmula 1 y tecnología aeroespacial, quienes lograron diseñar el auto desde la raíz, además de que recibieron ayuda de ingenieros mecánicos y electrónicos de la Armada Real Británica.
En Londres pude conocer a Mark Elvin, quien es el ingiero jefe de diseño mecánico para el Bloodhound, y conversamos sobre la tecnología que ha sido incluida en el auto. Y vaya que Elvin conoce de la materia: trabajó como ingeniero en la empresa de helicópteros Westlant y también en la escudería de Fórmula 1 Williams.
¿Tienes ruedas?
Le pregunté acerca de cuál fue el mayor reto de diseño, y la respuesta en realidad no era lo que esperaba. “Las ruedas fueron lo más difícil. Ellas giran a unas 10.500 revoluciones por minuto, lo que quiere decir que la fuerza G aplicada sobre la llanta equivale a unas 50.000 veces la fuerza de la gravedad. Eso quiere decir que un peso de 1 kilo puesto sobre la llanta equivale a 50.000 kilos, 50 toneladas... a máxima velocidad”.
Para construir algo que fuera capaz de resistir tales fuerzas el equipo ha tenido que diseñar y construir las llantas desde usando un cilindro largo y delgado como base, el cual se aplastó y se dejó plano como una especie de tortilla. “Eso logra cristalizar su estructura de grano en una forma fascinante”, explica Elvin. Después de eso balanceamos y maquinamos la rueda para eliminar las micras del material y lo procesamos para que incremente su resistencia a la fatiga”.
Afortunadamente, también los han probado a fondo. “Rolls Royce nos hizo el favor de probar uno girándolo hasta las 10.000 revoluciones por minuto mientras nosotros usamos un láser para medir su expansión y compararlo con nuestros análisis de estrés”. La buena noticia es que la rueda sobrevivió las pruebas, y su expansión de apenas unos 0,2 milímetros coincide con el margen que calculó el equipo de diseño.
Vista trasera del Bloodhound SSD, mostrando los motores de cohetes y propulsión al igual que sus ruedas de metal.
De hecho, cuando el auto intente superar los 1.600 Km/h en un desierto de Sudáfrica el próximo año, sus llantas lucirán de una forma de una forma completamente diferente a como se ven las de los autos tradicionales, dado que no usan ningún tipo de caucho en su parte exterior. Están hechas solamente de metal. Mirándolas de cerca, las llantas tienen un ángulo interior de unos 90 grados, lo que le da una especie de forma de “v” si las vemos desde su perfil. Este tipo de diseño se basa en el funcionamiento de un bote, según Elvin. “Se basa en el principio de que el auto, cuando alcance los 700 Km/h aproximadamente, comenzará a levantarse del suelo como le sucede a los botes de velocidad. Eso quiere decir que va a estar casi rozando la superficie del desierto en un margen de unos 3 milímetros.”
Y finalmente es el enorme alerón en la parte posterior del auto el que le da su estabilidad.
Sigue la corriente
Si lanzas un dardo hacia un tablero de la forma incorrecta (con la punta mirando hacia atrás y la cola apuntando hacia adelante), se va a voltear hacia la posición correcta en medio del vuelo. Esto se debe a que lo conocido como su centro de presión se encuentra al frente de su centro de gravedad. En cambio, si lo lanzas de la forma correcta, va a volar con gracia hacia su destino. Y esto es gracia a las aletas de su parte posterior que le otorgan su estabilidad. Puedes pensar en el enorme alerón del Bloodhound como algo similar, y que va a realizar la misma tarea. “Si el alerón fuera pequeño el auto hubiese sido inestable, por lo que tuvimos que diseñar algo que es realmente enorme”, asegura Elvin.
El ingeniero también indica que el alerón es tan grande como los alerones que vemos en un avión de entrenamiento avanzado de tipo Hawk. El problema es que esos aviones viajan a unos 1.100 Km/h y a unos 9.000 metros de altura. El Bloodhound, en cambio, viajará a unos 1.600 Km/h al nivel del suelo. “Estamos intentando forzar ese alerón realmente al máximo, porque el aire aquí abajo es mucho más espeso”, explica Elvin. El equipo admite que el alerón está “sobrediseñado”, pero al menos todo el ensamble de piezas tiene un peso menor a los 100 kilos.
El alerón no fue el único reto aerodinámico al que se enfrentó el equipo. Cuando evaluaron su primer diseño, descubrieron que el auto generaba en esa región unas 7 toneladas de empuje. Tomando en cuenta que el auto pesa solamente 7,5 toneladas, eso habría sido suficiente para arrancarle el alerón. Pero al rediseñar por completo la nariz del auto (hecha de fibra de carbono, por supuesto) han logrado conseguir que ese empuje sea de apenas 1 toneladas, el cual se extiende de maneras uniforme por toda la longitud del vehículo cuando va a toda velocidad.
Un modelo hecho con impresión 3D del flujo de aire alrededor del Bloodhound SSD.
Sobre los 600 Km/h, las ruedas (que son el único medio para dirigir el auto) comienzan a separarse del suelo y pierden agarre. Eso puede sonar desastroso, pero la realidad es que en este momento comienza a actuar como una especie de “timón de aire”, según Elvin. “Existe una posibilidad de movimiento de unos 10 grados en la rueda, lo cual parece no ser mucho, pero el conductor tendrá una sensación de dirección y control sobre el auto. ¿Pero la necesitará? Creemos que no. Nuestra idea es que el auto sea tan estable que sencillamente deberá continuar en línea recta”.
Rompiendo la barrera del sonido
Dentro de la cabina de piloto el conductor, Andy Green, estará rodeado de un enorme conjunto de instrumentos digitales, con la excepción de dos medidores analógicos que nos proporcionó Rolex, los cuales le permitirán al conductor saber qué es lo que está pasando en dado caso de que el sistema falle. Una vez que Green esté asegurado en la cabina, lo desplazarán dos grandes fuerzas de empuje: un motor Rolls Royce de avión caza, como el que llevan los cazas Typhoon, y motor de cohete híbrido Nammo. El auto también cuenta con un motor de ocho cilindros de Jaguar, que es utilizado para bombear el oxidante necesario para los cohetes.
Los motores (especialmente el motor de caza) no debes recibir esas corrientes de aire que se generan cuando el auto supera la velocidad del sonido, por lo que el equipo ha diseñado un sistema basado ubicado en la cabina del piloto que reducirá la velocidad del sonido hasta una velocidad inferior a la barrera del sonido. Lamentablemente esto resultará en un ruido bastante molesto para el piloto, y por ello Green va a usar cascos para cancelar el sonido, aunque Elvin asegura que de todas formas será bastante ruidoso.
Cada recorrido que haga el auto comenzará lento, muy lento. Y es que incluso con el poder de un cohete de avión caza la aceleración del auto hasta alcanzar los 240 Km/h es en realidad más lenta que la de un auto familiar común, debido a lo pesado que es el Bloodhound. Eso sí, una vez supere los 240 Km/h el motor de cohete comenzará a quemar y le proporcionará una aceleración de 2G constante al vehículo, hasta que alcanza los 1.600 Km/h, algo que esperan no tome más de unos 55 segundos.
“Frenar es bastante difícil”, admite Elvin. El auto ha sido diseñado para reducir su velocidad desde los 1.600 Km/h hasta estar completamente detenido en apenas 65 segundos, lo que genera una fuerza equivalente a 3G en la cabina del piloto. “Si estrellas un auto normal a unos 50 Km/h contra una pared, es la misma sensación que someterte a una fuerza de 3G”.
Green experimentará esa fuerza durante todo el proceso de frenado, lo que quiere decir que vivirá la sensación de un choque de automóviles común y corriente durante más de un minuto. Eso sí, al menos Green es un piloto de acrobacias con mucha experiencia.
Para explicar cómo logra frenar, los primeros 320 Km/h los reducirá usando solamente la resistencai del viento (equivalente a una fuerza de 3G) y arrastre que experimentará el auto una vez los cohetes hayan sido apagados. Cuando la velocidad sea menor a los 1.200 Km/h el auto comenzará a usar sus dos frenos de aire (uno ubicado a cada uno de sus lados), y solamente cuando alcance los 400 Km/h usará los frenos de las llantas (si lo hace antes se incendiarían). Si por alguna razón alguno de estos sistemas de frenos fallan, el Bloodhound cuenta con dos paracaídas que podrían detenerlo en caso de emergencias.
La carrocería
Por si acaso las cosas no van según lo planeado, Green estará cubierto con un monocasco de fibra de carbono que el equipo dice que es “probablemente la célula de seguridad más segura jamás montada en un auto de carreras”. Por lo demás, la carrocería es en realidad bastante tradicional, al menos en términos de diseño.
“El chasis superior da la impresión de que alguien hubiera cortado horizontalmente un Douglas DC-3”, dice Elvin. “Pero en lugar de utilizar aluminio, hemos usado titanio. Empleamos los métodos de construcción tradicionales adaptándolos para nosotros”. Es ingeniería tradicional y bella con un toque muy moderno.
La carcasa del motor a reacción Rolls Royce EJ200 utiliza técnicas de fabricación tradicionales, pero con materiales exóticos como el titanio.
Los paneles de titano pretensado también están cubiertos de sensores (500 en total) incluyendo medidores de presión y extensómetros en toda la superficie. El primero permite al equipo medir el flujo del aire alrededor del auto durante las carreras, mientras que el segundo les sirve para comprobar que ninguno de los componentes está siendo sometido a más fuerza de la que debería. También hay 12 cámaras colocadas alrededor del cuerpo, incluyendo dos en la cabina del piloto, lo que permite al equipo mantener vigilado a Andy Green, el conductor. Todos los datos se transmiten al equipo a través de datos móviles, mediante tres antenas celulares temporales colocadas en el lugar donde quieren batir el récord. “Recibimos una mejor cobertura 4G en medio del desierto que en el centro de Londres” bromea Elvin.
De hecho, mantener un seguimiento de todos esos datos de manera fiable es, tal vez, la parte más importante de todo el proceso. Cuando llegue el momento de intentar batir los récords de velocidad en carrera, el equipo incrementará cuidadosamente la velocidad, asegurándose de que todas las medidas se corresponden con sus cálculos.
“Empezamos corriendo a velocidades bajas, subiendo en incrementos de 80 kilómetros por hora, y en cada etapa analizamos los datos del coche, los cruzamos con nuestro modelado y volvemos a subir 80 kilómetros por hora y repetir el proceso”, explica Elvin. “En cada etapa comprobamos cada sensor para asegurarnos de que coincide con lo que esperamos ver. Es muy sencillo: si no podemos garantizar que es seguro, nos volvemos a casa”
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