Uma breve história dos carros movidos a turbina
Autor: polaco doido | Publicado: 2011-12-21T17:27:00-08:00

Uma breve história dos carros movidos a turbinaPor Mattijs Diepraam
12:02 - 19-07-2010
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Durante um certo período do século passado, carros movidos a turbina estavam na moda. Os fabricantes ficaram loucos por eles, os engenheiros de corridas competiram com ele e o público ficou babando por eles. O site&nbsp;8W&nbsp;dá uma espiada em nosso&nbsp;passado movido a querosene.Turbinas: os prós e contrasPara entender por que as turbinas pegaram nos anos 60 e foram parar nos carros de corrida, é melhor usar alguns parágrafos para explicar o funcionamento interno destes motores.Vamos começar com uma resposta curta e grossa. A base é formada por duas turbinas, a primeira é encarregada de comprimir o ar e empurrá-lo para uma câmara de ignição (ou "combustor") cheia de combustível. A mistura explosiva de combustível e ar se expande rapidamente para uma turbina de segundo estágio, movendo o compressor, que está girando no mesmo eixo (o primeiro estágio, usando 10% da potência gerada) e uma transmissão de uma só marcha que move o carro (segundo estágio, usando 90% da potência).É simples assim. Não há invenção milagrosa, as turbinas existem há séculos. Turbinas a água moveram moinhos na beira de rios de correnteza forte desde a Idade Média, enquanto turbinas a vapor estavam entre as mais populares fontes de energia no século 19. Portanto, se "turbina" é o termo genérico para qualquer motor movido por uma roda que é girada pela pressão do ar, vapor, água ou gas, a grande inovação do carro movido a turbina é a forma de aplicação.Vamos ao que interessa: quais são seus fortes e fracos? Primeiro, os positivos: a simplicidade da turbina é a maior vantagem. É menor que um motor de pistão. Uma turbina de 250 cv tem de quatro a cinco polegadas de diâmetro, normalmente com um compressor de sete a dez polegadas de diâmetro. Também pesa menos, com 80% menos peças, e é menos suscetível à vibração devido à rotação de suas peças móveis. É movida a qualquer líquido ou gás inflamável, de álcool a óleo de amendoim; de perfume a Jack Daniels, uma vez que as características da detonação não importam.Ele já está em pleno funcionamento no momento da partida, à medida em que o combustível é injetado diretamente no combustor, com sincronização e vaporização não críticos. Isso elimina a necessidade de um período de aquecimento – há calor disponível instantâneamente em vez de blocos de cilindros e resfriadores que precisam ser aquecidos para funcionarem com eficiência. Anticongelante também é dispensável, uma vez que a temperatura de operação é controlada de modo eficaz pelo fluxo de ar através do motor. Por fim, os gases expelidos são frios e limpos, praticamente sem emissão de monóxido de carbono. Sobre o desempenho? Uma turbina não morre por excesso de giros, já que o compressor rotaciona independente da turbina.Por outro lado, há uns detalhes surpreendentemente adversos. A turbina tem apenas um problema, mas é um grande problema: ela bebe muito combustível. Normalmente oito vezes mais que um motor de pistão de potência equivalente. Na época esse problema era contornado usando a primeira parte da turbina de dois estágios não só para mover o compressor, mas também para mover um par de "regeneradores". Esses regeneradores atuavam como um par de trocadores de calor inteligentes, direcionando o calor da exaustão de volta ao sistema para aceder o combustor, assim o combustível era necessário somente para aumentar a temperatura dos gases até o nível necessário. Como um bônus adicional, a temperatura de exaustão era resfriada a níveis seguros. Isso resultou na turbina regenerativa (abaixo) que tornou-se a base dos carros de rua movidos a turbina.Turbinas: o legadoDepois de uma breve aventura da Opel em 1927, os primeiros carros movidos a turbina foram da Rover e da Chrysler, com a GM e Fiat também estudando as possibilidades. A Rover começou a trabalhar em 1938, logo depois que a guerra havia sido declarada. Isso aconteceu por um pedido do governo britânico que, entre as nuvens do segredo, solicitou a Spencer Wilks da Rover que ajudasse uma empresa chamada Power Jets Limited, que tinha um projeto brilhante de turbina mas não tinha como produzí-lo. A Chrysler começou seu projeto em 1945, mas antes vamos falar dos britânicos.Rover: os verdadeiros pioneirosA solicitação ultrassecreta à Rover surgiu pela falta de interesse da Rolls-Royce pelo projeto, uma vez que estavam produzindo a Merlin V12 para os caças Spitfire. Inclusive a primeira aplicação da turbina a gás desenvolvida por Frank Whittle da Power Jets foi a aviação – e sendo época de guerra, aviação militar foi a primeira coisa que veio à mente. Como o fabricante ficou em segundo plano e não era envolvido com aeronáutica, Wilks não explicou a seus engenheiros sobre o que se tratava o projeto, dizendo que era um novo "supercharger".A Rover e a Power Jets desenvolveram e produziram duas versões do projeto original de Wittle, mas eles logo foram descartados quando a Rover fez alterações ao projeto W2, dando um passo adiante com o W2B, novamente sem consultar Wittle. A Rover tinha um bom motivo, já que os primeiros motores sofriam de enfraquecimento e falhas na turbina. Logo, com a guerra em alta em todo o continente, a Rover conseguiu a permissão do governo para continuar sozinha. A nova turbina B-26 quase foi coberta por um pano branco, e quando a Rolls-Royce entrou na arena das turbinas em 1942, a B-26 foi a base do Rolls-Royce Welland, o primeiro motor a jato produzido em série no mundo.Os projetos podem ter sido vendidos, mas o conhecimento não foi junto com eles. Poucos meses depois do fim da guerra, os irmãos Wilks começaram a planejar aplicações de turbinas em carros de rua. Para isso Spencer Wilks entrou em contato com a Leyland para ajudar a bancar o projeto, enquanto convencia os engenheiros Frank Bell e Spencer King a saírem da Rolls-Royce.Apesar da falta de material logo depois da guerra, um protótipo chamado JET 1 estava pronto e funcionando em fevereiro de 1947. Embora eles ainda tivessem que escalar algumas montanhas – como descobrir uma forma de ligar uma turbina de 50.000 rpm ao eixo traseiro de um carro – uma quinta encarnação funcional do JET 1 estava pronta em maio de 1948. Este tinha a já citada solução da turbina de dois estágios que logo foi copiada por outros fabricantes. Produzia 100 cv a 55.000 rpm do compressor e pesava menos que um motor de pistão da Rover. Uma versão mais potente foi testada com sucesso em um barco no final de 1949 e posteriormente usada em um Rover P4. Em 14 de março de 1959, esse carro andou pela primeira vez e o JET 1 (acima) fez sua primeira aparição pública logo depois.O motor traseiro do JET 1 ligava a 3.000 rpm, com seu compressor à velocidade de 40.000 rpm, e a potência máxima atingida a 26.000 rpm. A velocidade do compressor em lenta era de impressionantes 13.000 rpm! Com 100 cavalos, atingia 136 km/h mas bebia inacreditáveis 2,55 km/l. Em 1952 um modelo aprimorado do JET 1 apareceu com 230 cv, com a velocidade recorde de 243 km/h e o mesmo consumo de 2,55 km/l. O mesmo ano ainda viu a ascensão e rápida queda de outro carro conceito movido a turbina, o T2A, que não funcionou como planejado…Quatro anos mais tarde, a Rover estava pronta para anunciar seu primeiro carro especificamente projetado para uma turbina. O T3 foi um projeto de Spencer King com ajuda de Gordon Bashford e Peter Wilks, e tinha um motor traseiro de dois eixos produzindo 100 cv. Era um carro tremendamente inovador, mesmo sem considerar o a turbina. Estava a frente de seu tempo com a carroceria de fibra e freios a disco inboard nas quatro rodas. O desenvolvimento da turbina já havia percorrido um bom caminho. A ignição agora era a 15.000 rpm, com o compressor trabalhando a 52.000 rpm. Agora a tecnologia do trocador de calor já vira a luz do dia, aumentando a autonomia para 5,5 km/l.Os regeneradores depois foram refinados para atingir 8,5 km/l no T4 de 1961. Esse era um grande carro baseado no Rover P6 (dois anos antes do P6 com motor convencional estrear), e tinha 140 cv que o levavam de zero a 100 km/h em oito segundos. Com o motor e tração dianteiros e um visual estonteante, não devia nada aos carros com motor de pistão tradicionais. Ainda assim a Rover decidiu deixar o projeto de lado e concentrar-se em carros de corrida com turbinas.Embora o carro de rua movido a turbina tenha sido deixado de lado logo depois do T4, no outro lado do oceano a Chrysler estava prestes a lançar seu primeiro carro movido a turbina.Chrysler: os carros do mundo realO primeiro projeto com turbinas da Chrysler começou em 1945. Mais de uma década de desenvolvimento levou a empresa ao mesmo nível que a Rover, com uma turbina regenerativa de estágio duplo e eixo simples que poderia ser montada na dianteira, com o primeiro estágio usado para mover o compressor e os sistemas acessórios como direção hidráulica, servo-freio e até mesmo vidros elétricos!No começo dos anos 60 a Chrysler tinha planos ambiciosos de produzir 55 carros e entregar a "test drivers" selecionados. Para isso eles desenvolveram uma carroceria futurista que seria construída pela italiana Carrozzeria Ghia. Os carros foram finalizados e enviados em 1963. Cinco carros ficaram com a equipe de desenvolvimento da Chrysler, o restante foi entregue em um grande sorteio com mais de 30.000 concorrentes. Cada um dos 50 vencedores tinha que testar o carro e devolvê-lo mais tarde com uma avaliação detalhada.No total 203 cidadãos comuns tiveram a chance de testar o Chrysler Turbine entre 1963 e o começo de 1966. A maioria dos carros percorreu milhões de quilômetros sem problemas antes de sua aposentadoria. A idade dos motoristas variava entre 21 e 70; 180 eram homes e 23 eram mulheres. Eles moravam em 133 cidades diferentes. Controversamente os jornalistas automotivos não tiveram chance alguma de testar os carros – o máximo que conseguiam era sempre uma volta curta com um representante da fábrica no banco do passageiro.O veredito dos testadores batia com os pontos positivos que os projetistas já esperavam e com os pontos fracos que eles haviam trabalhado para elimitar: o Chrysler a turbina era suave e silencioso e sua confiabilidade era impressionante, mas o consumo de combustível ainda era preocupante. Novamente, como a Chrysler suspeitava, isso era devido ao exibicionismo dos testadores, que aceleravam seus carros diante de uma multidão impressionada. Com uma lenta de 22.500 rpm, ele era um exercício de queimar combustível e pouco mais – não é nada estranho que seus motoristas mantinham os números de consumo em segredo! Outros inconvenientes eram o atraso na aceleração e a falta de freio motor. Quando estava em marcha, os Chryslers tinham uma velocidade média em lenta, como um carro automático comum. Isso exigia que se pisasse no freio o tempo todo.O STP-Paxton da IndyO STP-Paxton foi criação do ítalo-americano Andy Granatelli, um maluco por corridas que combinou engenharia visionária com a perspicácia para grandes negócios. Granatelli sempre foi viciado em velocidade: já havia sido engenheiro e piloto de testes da Studebaker e marcou mais de 400 recordes de velocidade sobre terra.Como engenheiro entusiasta, e já tendo levado o Ferguson Formula com tração integral à Indy, Granatelli foi rápido em perceber a desleal vantagem da turbina combinada com a tração integral. Assim nasceu o STP-Paxton movido a turbina, com um sistema de tração integral Ferguson casado com um sistema de redução de marchas fornecido pela divisão Paxton da STP. Foi construído completamente pelos irmãos Granatelli, que queriam manter o sistema em segredo para competir. Como Granatelli declarou em uma entrevista na edição de 2000 do Indianapolis Legends, "cada parte do carro, exceto as rodas e a turbina, foi construída por nós mesmos. Tudo. E a razão para fazermos isso é que não queríamos que aparecesse um vendedor de fora e contasse a todos que estávamos fazendo um carro especial. Quando construímos o carro, ele foi feito totalmente dentro do regulamento e das especificações".A turbina era canadense, uma Pratt &amp; Whitney ST6B-62 de 550 cv – montada na lateral do carro! Com essa construção lado a lado o peso do motorista equilibrava o peso da turbina. Também era silencioso – o que deu ao carro o apelido de "Silent Sam" – e veloz. Muito veloz. Logo os concorrentes estariam reclamando à USAC, que já havia reduzido a área de admissão da turbina para impedir que o carro se tornasse imbatível. E havia mais reclamações. Granatelli ainda fica louco quando lembra da estreia na Indy: "disseram, por exemplo, que o flap na traseira do carro distraia os outros pilotos. Besteira! Nunca distraiu ninguém. Mas eles proibiram. Com motores de pistão, você tira o pé do acelerador e ele ainda está no eixo, mas a compressão reduz o carro. No carro a turbina você tira o pé do acelerador e é como se colocasse um carro normal em ponto morto. Você continua indo. Então precisávamos algo além dos freios para parar o carro. Por isso construímos um flap na traseira do carro. Quando você pisava no freio, o flap levantava como em um avião e ajudava a reduzir a velocidade do carro. Os pilotos não reclamaram disso pela distração. Reclamaram por reclamar mesmo".No entanto Granatelli tentou colocar o lentário Parnelli Jones para correr com o carro. Jones, que estava à beira da aposentadoria, só aceitou depois de muita insistência. Granatelli estava convencido de que estava certo e logo o carro estava pronto – Parnelli descobriu que poderia ir a qualquer lugar com o carro e o colocou na pista. Para cima, para baixo, no meio – o carro não precisava de ajustes. Nenhuma modificação foi feita segundo Granatelli: "Nunca precisamos ajustar uma mola, uma barra, nada. Não mudamos nada. Não fizemos nenhuma alteração para melhorar a manobrabilidade do carro. Perguntaram se o carro havia sido projetado com foco na dirigibilidade. Tinha igual distribuição de peso. É por isso que coloquei o motor de um lado e o piloto no outro. Por que o peso seria igual o tempo todo".Granatelli estava tão confiante quanto à resistência do carro que sequer considerou a possibilidade de mudar o motor entre os treinos e a corrida. E ele estava certo, mas não contou com a possibilidade de pane no sistema de marchas da Paxton. Depois de liderar 171 votlas, Parnelli Jones saiu da corrida na volta 196 de 200, a apenas 12 km do final. A corrida acabou para o carro quando uma arruela de cinco dólares da caixa de marchas estourou em um momento em que Parnelli estava quase colocando uma volta de vantagem no rival mais próximo.O último suspiro não ajudou a mudar a posição da USAC. Aterrorizados pelo domínio do Silent Sam, o regulamento de 1968 foi alterado para reduzir a área de admissão da turbina, reduzindo a potência para 450 cv. Em 2000, Granatelli deu um testemunho final sobre o carro: "Ao contrário do que todos pensam, o carro a turbina não tinha potência demais. Tinha apenas 480 cv enquanto os outros carros tinham 750. O que o carro tinha era equilíbrio dinâmico para contornar curvas de qualquer jeito. Não fazia diferença alguma em qual parte da pista você colocava o carro. Ele iria para onde você apontasse".O Howmet TXO Howmet TX Continental foi concebido para competir com o STP-Paxton, mas estreou somente um ano depois. O carro original, de chassi 01, foi construído a partir de um McKee Can-Am, com os carros 02 e 03 especialmente construídos para turbinas. O propulsor de helicóptero Continental TS325-1 era equivalente a um motor de 2958 cm³ e produzia cerca de 330 cv.Foi projetado para a classe de protótipos do Grupo 6 da FIA com o patrocínio da Howmet Corporation of America, uma empresa do ramo de metais que operava como empreiteira para a indústria de turbinas aeronáuticas. O homem por trás do projeto era o piloto-engenheiro Ray Heppenstall, que convenceu seu colega de pista Tom Fleming, um executivo da Howmet, a iniciar uma campanha publicitária com as corridas. Como deveria ser, o Howmet-Continental TX foi inscrito no World Sportscar Championship na época em que ele ainda tinha glamorosos eventos como as 24 Horas de Daytona, as 12 Horas de Sebring, as corridas de 6 horas em Brands Hach, Watkins Glen e Targa Florio e as corridas de 1000 km em Nürburgring, Monza e Spa e o Austrian Sportscar Grand Prix.O Lotus 56: Indy mais uma vezAs novas regras para as tomadas de ar para 1968 pediam um carro mais leve que o pesado STP-Paxton, e Granatelli encontrou um aliado em Colin Chapman, que assistia o desenvolvimento das turbinas com grande interesse. No encontro de duas das grandes mentes inovadoras do mundo automobilístico, os dois juntaram uma turbina Pratt &amp; With ST6B-70 ao Lotus 56 com sua forma de cunha e baixo peso. O patrocínio vinha da STP. Aqui ele é visto em sua apresentação em Hethel, com Graham Hill pilotando o carro diante dos olhos atentos de Colin Chapman.A posição do motor no 56 também era incomum – dessa ver na direita para proporcionar espaço para o sistema de tração nas quatro rodas – mas isso era disfarçado pela aparência larga do carro. As suspensões usavam molas e amortecedores inboard, enquanto o cockpit tinha um visual bem acabado e moderno. Através de uma corrente Morse o eixo da turbina era ligado a um diferencial Ferguson que ficava atrás do ombro esquerdo do piloto. A corrente substituiu a caixa de transferência Paxton que havia sido o calcanhar-de-aquiles do STP-Paxton.Mas antes dele chegar à pista, a equipe foi atingida por uma tragédia dupla. Primeiro Jim Clark morreu em Hockenheim. Depois, Mike Spence, o segundo piloto da BRM que havia sido chamado por Chapman para pilotar o 56 na Indy, morreu em um acidente nos treinos.Isso não impediu que os pilotos da equipe ocupassem os dois primeiros lugares e a nona posição no grid, com Joe Leonard e Graham Hill na frente e Art Pollard na quarta fila. Embora Hill tenha rodado no muro na volta 111, os carros a turbina pareciam estar prestes a reviver 1967. Depois de muita cautela, Leonard liderava a corrida quando quebrou o eixo da bomba de combustível na volta 192, e o carro de Pollard fez o mesmo poucos segundos depois. O que havia acontecido? Os pilotos haviam andado com potência reduzida sob a bandeira amarela, e quando eles pisaram fundo na bandeira verde o súbito aumento de potência entortou o prolongamento do eixo da bomba de combustível. Este foi o resultado da insistência da Pratt &amp; Whitney em usar eixos termossensíveis trazidos dos projetos aeronáuticos. Isso seria um sistema de segurança contra superaquecimento e provou ser inadequado em situações de bandeira amarela. Antes da corrida isso havia sido objeto de, digamos, intensa discussão entre a Lotus e a Pratt &amp; Whitney, com o acordo de que o carro de Hill usaria um eixo sólido e os outros dois com os originais. Se ao menos Hill tivesse terminado a corrida…Portanto outra derrota, e mesmo assim o comitê da USAC interveio nas regras novamente. Eles haviam visto o suficiente, as turbinas tinham que ir embora. O sangue quente do italiano Granatelli o fez iniciar uma série de ações judiciais que levou as partes envolvidas à última instância, com as autoridades desportivas saindo ilesas por terem optado não seguir a diretriz que bania as turbinas. Em vez disso a USAC apareceu com outra restrição às turbinas. Não foram banidas, mas as tornaram inúteis para qualquer tentativa de vitória na Indy. No fim de 1969 a sentença de morte foi assinada com a proibição de sistemas de tração nas quatro rodas, já que essa tecnologia foi considerada "fora das tendências do desenvolvimento automotivo". Céus… que visão pobre… Isso representou o banimento das turbinas. Foi exatamente esta a acusação de Granatelli sobre a USAC – que eles baniram os sistemas de tração nas quatro rodas para se livrar das turbinas. Ele provavelmente estava certo.Lotus 56B: o canto do cisne dos Grand-PrixÉ provável que Colin Chapman tenha se convencido a dar uma chance ao 56 nas pistas da USAC. Aqui a tração nas quatro rodas ainda estava viva, provavelmente devido ao insucesso em 1969. Então, depois de lidar com a perda de Clark e Rindt, Chapman surpreendeu em 1971 ao lançar o Lotus-Pratt &amp; Whitney 56B. Era um carro da Indy adaptado ao regulamento da F1, com um motor P&amp;W STN76 de 500 cv.Dizem que o volumosos 56B só foi concebido como teste para um novo carro a turbina que viria em 1972, mas a verdade é que a diplomacia dos pilotos de Chapman estava dando errado da mesma forma que em 1969, quando seu estimado Jochen Rindt havia recusado publicamente o Lotus 63 com tração integral. Dessa vez Emerson Fittipaldi e Wisell aproveitavam cada oportunidade de não pilotá-lo. E por que fariam, tendo o 72 em seu auge esperando por eles? Isso resultou no jovem australiano Dave Walker no papel de John Miles no 63, um jovem piloto jogado ao carro com o maior nível de desenvolvimento de um conceito revolucionário.Em sua estreia, o 56B foi conduzido pelo principal piloto da equipe, mas era uma corrida que não contava pontos para o campeonato, e que poderia ser usada para o desenvolvimento do carro sem maiores problemas. Mais adiante, Emerson Fittipaldi deixou Brands Hatch seriamente desapontado com o potencial do carro em pista seca. Isso foi confirmado pelo fraco desempenho de Wisell em Silverstone e de Emerson em Monza, levando o 56B à sua única linha de chegada (um oitavo lugar).Na cabeça de Chapman, foi uma oportunidade perdida. Ele culpou o peso e a complexidade do carro e quis fazer uma versão com tração traseira. Para outros, o bom desempenho sob chuva era devido ao sistema de tração nas quatro rodas, e não à turbina. Provavelmente jamais saberemos. Em 1972 a Lotus entrou pra valer no Mundial, e todos os esforços foram direcionados para ajudar Emerson a vencer seu primeiro título. Então, o GP de Monza de 1971 não foi somente a última vez em que vimos a tração integral na F1. Foi também o canto do cisne das turbinas em GPs.
fonte:http://www.jalopnik.com.br/conteudo/uma-breve-historia-dos-carros-movidos-turbina