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Este peculiar vehículo parece anclado al suelo como por arte de magia y todo gracias a la aerodinámica de sus ventiladores.

El aullido lejano de un motor eléctrico atraviesa el silencio ambiental. Hay un soplo de aire en movimiento, y un automóvil deportivo del tamaño de un estuche de gafas victorianas pasa como un cohete por las gradas a algo así como Mach 8. La multitud estalla de júbilo con aplausos y risas incrédulas. ¿Qué demonios ha sido eso?

En una pantalla cercana, las cámaras enfocan al McMurtry Spéirling mientras se prepara para salir disparado por la entrada del undécimo Duque de Richmond. En los monitores, parece demasiado rápido y diminuto, como un juguete de Micro Machines. El polvo se arremolina mientras atraviesa Molecomb Corner, la peligrosa curva a la izquierda de 90 grados de Goodwood Hillclimb, fijado al suelo como por arte de magia. Para el Spéirling, esa magia es la aerodinámica de su ventilador.

Los 'fan cars' (coches con ventilador) son un avance en la ingeniería automovilística que sigue tratando de abrirse paso. El concepto es simple y efectivo, como un aerodeslizador, pero a la inversa: rodea la parte inferior de un automóvil con faldones móviles, creando una cámara que mantiene su sello a altas velocidades mientras viaja sobre asfalto y curvas, luego instala uno o dos ventiladores para evacuar el aire. A medida que este se acelera, crea una zona de baja presión que tira del automóvil hacia el suelo, según el principio de Bernoulli. ¡Voilà! Carga aerodinámica sin alerones.

Este tipo de soluciones son el sueño de un ingeniero automovilístico. Con un alerón externo, la sustentación negativa (es decir, la carga aerodinámica) aumenta con el cuadrado de la velocidad del automóvil en cuestión, y la resistencia es el precio de hacer negocios. Por el contrario, los coches con ventilador generan carga aerodinámica tan pronto como el ventilador comienza a girar, y lo hacen sin la resistencia que produce un alerón cuando choca contra el aire.

“Con la aerodinámica convencional, las fuerzas siguen aumentando con la velocidad”, explica Willem Toet, profesor de ingeniería de motorsport en la Universidad de Bolton en el Reino Unido y ex jefe de aerodinámica de los equipos Ferrari y BMW Sauber F1. “Eso se aplica tanto a la resistencia como a la carga aerodinámica. En un coche con ventilador, este funciona a la velocidad que tú determines. Puedes alcanzar la máxima (carga aerodinámica) desde cero, y te dará la aceleración lateral máxima en las curvas de baja velocidad”.

Si bien son menos efectivos en las curvas rápidas, los 'fan cars' tienen una ventaja sobre los alerones convencionales para distribuir la carga aerodinámica de manera uniforme. “Si lo colocas con sensatez, un automóvil con ventilador también tiene la ventaja de estar en balance aerodinámico”, dice Toet. “Entonces, cuando cambias la potencia del ventilador, no estás cambiando el equilibrio aerodinámico en el vehículo, sino la cantidad (de carga aerodinámica) que estás generando”.

Desde la perspectiva del conductor, la aerodinámica del ventilador también podría mejorar el arte y el espectáculo de las carreras de coches. “Puedes ir a 240 km/h por una curva y no perderías nada de agarre”, dice Max Chilton, piloto de desarrollo de McMurtry y veterano de IndyCar y F1. “Con cualquier otro tipo de carga aerodinámica, si estás en aire sucio, la pierdes. Cuando se trata de monoplazas o cualquier vehículo de competición afectado por la carga aerodinámica, la carrera se ve comprometida porque no puedes seguir al vehículo de delante. Esto curará completamente ese problema”.

Con dos ventiladores eléctricos y una carrocería patentada con efecto suelo, el prototipo McMurtry Spéirling de apenas una tonelada genera más del doble de su peso en carga aerodinámica, lo que lo hace sorprendentemente efectivo en las curvas cerradas del trazado de ascenso a la mítica colina de Goodwood. Así, el Spéirling –que significa tormenta eléctrica en irlandés– avanza a toda velocidad, pasando como un misil por un muro de piedra de siglos de antigüedad conocido como el "rallador de carne". El piloto Alex Summers, ganador del Campeonato Británico de Hillclimb, realiza un sprint final a toda velocidad y cruza la línea de meta a 240 km/h, justo por debajo del límite máximo de 242 del Spéirling.

La vuelta es alucinante con un tiempo de 40:05 segundos, colocando al Spéirling en la cima de la clasificación para el Goodwood Festival of Speed ​​Qualifying Shootout de 2022 y preparándolo para que Chilton, ausente el sábado por asistir a una boda, lograra al día siguiente el récord absoluto del trazado, tras realizar la subida en 39:08 segundos.

David McMurtry, un ingeniero irlandés y capitán multimillonario de la industria de equipos de medición que una vez trabajó en los motores turborreactores de flujo axial del Concorde, fundó McMurtry Automotive. La startup de coches deportivos eléctricos con sede en Gloucestershire ha devuelto la aerodinámica basada en ventiladores a los circuitos por primera vez desde que el Brabham BT46B ganara el Gran Premio de Suecia en 1978. Ocho años antes, el Chaparral 2J –el primer 'fan car' de carreras de la historia–, corrió por primera vez en Watkins Glen con Jackie Stewart al volante. A pesar de estos hitos, han sido cinco décadas en gran medida insatisfactorias para los 'fan cars'.

Chaparral estaba en un aprieto. Después de años construyendo y presentando exitosos coches de carreras repletos de maravillas aerodinámicas, el equipo y su director, Jim Hall, necesitaban una nueva solución técnica que les diera ventaja. Los pilotos de McLaren, Bruce McLaren y Denny Hulme, dominaban la Can-Am. La serie de carreras anteriormente sin reglas había prohibido, en 1969, los dispositivos aerodinámicos móviles, como las alas montadas en la suspensión que se encontraban entre las principales innovaciones de Chaparral. Ese mismo año, McLaren arrasó en las 11 carreras de la serie, dejando atrás al 2H de Chaparral.

Según cuenta la leyenda, un joven aficionado a las carreras le entregó a Hall un boceto, lo que inspiró el camino de desarrollo que condujo al primer 'fan car' del mundo. Hall se apoyaría en gran medida en el centro de investigación y desarrollo de General Motors, con el que había trabajado durante años, para construir algo innovador.

A lo largo de los últimos años de la década de los sesenta, el 'fan car' Chaparral 2J tomó forma. El cuerpo principal era de fibra de vidrio, con una plataforma trasera construida con paneles de panal de abeja de estilo aeroespacial para resistir el profundo deseo de la atmósfera exterior de aplastarlo mientras los ventiladores evacuaban el aire de la cámara. Las pruebas iniciales revelaron un sobreviraje incontrolable con los ventiladores encendidos, por lo que los ingenieros integraron todo el compartimiento del motor dentro del área de la cámara para mantener centrada la presión de vacío.

Un Chevrolet V8 'big block' de aluminio de 465 pulgadas cúbicas (7.6 litros) combinado con un transeje semiautomático de tres velocidades se encargaba de proporcionar la fuerza motriz. Un motor separado accionaba dos ventiladores axiales procedentes de un tanque militar. Mediante poleas y correas y funcionando a toda velocidad, un motor de dos cilindros y dos tiempos Rockwell JLO, de 247 cc y 55 CV, activaba dichos ventiladores. Los bordes de ataque de las paletas del ventilador se reforzaron para resistir los golpes de los escombros que se mueven rápidamente. Como demostraron las pruebas en el propio Rattlesnake Raceway de Hall en Texas, las palas inevitablemente succionaban todo tipo de cosas.

Con el tiempo, tomó forma un elaborado sistema de faldones, fabricados con plástico de policarbonato Lexan de General Electric. Una serie de cables guiaba los faldones para subir y bajar con la deflexión de la suspensión, manteniéndolos justo por encima de la superficie de la pista. Una plataforma articulada, que podía girar 180 grados, diseñada para lidiar los encuentros con las irregularidades de la vía se mantuvo hacia adelante mediante unos flaps conducidos por la presión de vacío. Con el área total de la cámara de alrededor de 4,7 metros cuadrados y los ventiladores manteniendo una presión de 17 milibares en su interior, el sistema podría generar tanta carga aerodinámica como el peso del automóvil.

En sus memorias Faster! A Racer’s Diary, Stewart recuerda ponerse al volante del 2J en Watkins Glen para su primera prueba competitiva. El día de la carrera, el 2J no deleitó a los allí presentes con una salida muy rápida que digamos, debido a su transmisión semiautomática. Stewart encontró el equilibrio, pero surgieron problemas mecánicos. “En la cuarta vuelta, pasé a Peter Revson para quedar tercero”, escribió. “Mientras me acercaba a Dan [Gurney], una nube de humo me obligó a entrar en boxes y luego, retrocediendo durante solo siete vueltas, perdí los frenos por completo, lo que me obligó a dar por terminado el día”.

El piloto Vic Elford, quien reemplazó a Stewart después de Watkins Glen, llevó al 2J a casa en sexto lugar en la próxima carrera de Can-Am en Road Atlanta. Fue la única carrera que terminó el 2J esa temporada, ya que los problemas de fiabilidad continuaron trayendo de cabeza al equipo. Más inquietante, los organizadores de la carrera se reunieron en secreto para debatir sobre la legalidad del 2J, declarando ilegales los faldones pues se consideraban un "dispositivo aerodinámico móvil". El Chaparral 2J fue historia. Pasaron ocho años antes de que el próximo 'fan car' saliera a la pista.

Si hubieras entrado en boxes en el Gran Premio de Suecia de 1978, te habrías preguntado por qué el monoplaza de Brabham-Alfa Romeo tenía una tapa de plástico que sobresalía bajo del alerón trasero. El escudo improvisado estaba ahí para evitar que otros equipos de F1 observaran los secretos del segundo 'fan car' del mundo en competir.

Rebobinemos al año anterior. Al trabajar en el Brabham BT46, el diseñador Gordon Murray apostó por deshacerse de los radiadores convencionales en favor de los enfriadores de superficie para así reducir la resistencia del vehículo y darle a Brabham una oportunidad contra equipos dominantes como Ferrari y Lotus. Según el veterano ingeniero de F1 David North, quien era el asistente de Murray en ese momento, el equipo pronto se dio cuenta de que la corriente de aire pasaba por el exterior de los paneles, sin pasar por las aletas de enfriamiento por completo. “No tenía mucha resistencia, pero tampoco enfriaba”, recuerda North. “Así que renunciamos a la idea”. El BT46 de vanguardia y diseño radical necesitaba un reinicio importante, y se apresuraron a encontrar una solución.

“Nos dimos cuenta de que un buen lugar para colocar un radiador sería encima del motor (un bóxer Alfa Romeo de doce cilindros)”, dice North. “Era un espacio grande sin utilizar, pero la única forma en que podíamos introducir aire sería con un ventilador”. Las ideas empezaron a fluir. “Obviamente estábamos al tanto de los faldones deslizantes del Chaparral 2J y del Lotus 78”, comenta North. “Si tuviéramos un ventilador, podríamos aspirar aire de debajo del coche como lo hizo el 2J, por lo que no es un dispositivo aerodinámico, sino un dispositivo aerostático. También podríamos usar el ventilador para sacar aire a través del radiador”.

El equipo planteó que si podían demostrar que la función principal del sistema era la refrigeración y que sus efectos aerodinámicos eran secundarios, tenían la oportunidad de pasar el BT46B por las verificaciones técnicas. Funcionó. “Estábamos legalmente obligados a usar el motor para impulsar el ventilador”, reconoce North, por lo que Murray diseñó el sistema de ventilador para tener engranajes reductores conectados al eje de la caja de cambios, funcionando a la velocidad del motor. Los mecánicos instalaron un embrague antirrebote para reducir los impactos del cambio de marchas, y un embrague de garras les permitió desconectar la transmisión mientras trabajaban en el automóvil con el motor en marcha.

Instalaron un ventilador de flujo axial con aspas de nailon reforzado con carbono. Estas fueron rápidamente dañadas por los escombros del suelo, por lo que Murray los reemplazó por magnesio fundido. Una sencilla disposición de faldones diseñados para rozar el suelo, con tiras de polietileno de ultra alto peso molecular adheridas para proteger los bordes, completaba los lados de la cámara. “Duraron lo justo para terminar la carrera, pero no mucho más”, admite North. Las ballestas de acero sujetaron los faldones laterales al suelo y los paneles deslizantes sellaron los montantes, los ejes de transmisión y los brazos oscilantes. El faldón trasero estaba inclinado hacia atrás y se sellaba fácilmente por succión, pero el faldón delantero era un problema más complejo.

“Ese era un problema complicado: cómo diseñar un faldón delantero que pudiera trepar sobre los escombros y que no creara una gran región de alta presión delante”, recuerda North. “(Nosotros) perforamos agujeros de 2,5 centímetros a través de la falda delantera, y detrás había una bolsa de lona, ​​una bolsa doble que cruzaba detrás y agujeros dentro de esa bolsa también”. La idea era que la presión de aire dinámica entrara por los orificios para inflar la bolsa de aire y contrarrestar la carga dinámica en la parte delantera del faldón.

Los pilotos John Watson y Niki Lauda pronto pusieron a prueba el BT46B en el Gran Premio de Suecia de 1978. Después de clasificarse tercero, Lauda superó a Mario Andretti en el Lotus, quien logró la pole, para terminar primero, mientras que Watson, que se clasificó segundo, sufrió un problema con el acelerador, hizo un trompo y se retiró de la carrera. En general, la segunda apuesta de desarrollo de Brabham había valido la pena.

“Las autoridades consideraron (el BT46B) legal”, continúa North. “Dijeron: 'Puedes tener tus puntos en la carrera, pero vamos a cambiar las reglas al final de la temporada, para que no puedas tenerlos la próxima temporada'. Bernie (Ecclestone, propietario de Brabham) estaba bajo mucha presión política por parte de otros equipos, por lo que retiró voluntariamente el monoplaza sobre la base de que mantendríamos nuestros nueve puntos de la victoria en Suecia. Así que ese fue el final del 46B”.

¿Qué hubiera pasado si el BT46B hubiera continuado corriendo? “BT47 habría sido mucho más sofisticado”, dice North, con “un sistema de faldón mucho más efectivo y ventiladores gemelos contrarrotatorios. El único límite habría sido la capacidad del conductor para soportar la aceleración lateral. Quizás toda la cabina podría haber sido diseñada para girar sobre el eje de balanceo. ¿Quién sabe?"

El automóvil con ventilador Brabham BT46B comparte una gran protuberancia circular en su parte trasera con el nuevo automóvil de carretera Gordon Murray Automotive (GMA) T.50. Ambos son 'fan cars'. Y los dos llevan el sello del diseñador Gordon Murray. A pesar del parecido familiar, el T.50 y el BT46B son vehículos diferentes cuyos ventiladores tienen propósitos muy dispares.

El BT46B, con el que el equipo Brabham F1 ganó el Gran Premio de Suecia de 1978, era un coche succionador. Su ventilador creaba una zona de baja presión debajo del mismo que tiraba del BT46B hacia el suelo, generando así carga aerodinámica sin la penalización por arrastre de un ala (o, si la FIA lo solicitaba, enfriaba el motor). El ventilador ubicado en la trasera del T.50 es parte de un esquema aerodinámico menos radical pero más sofisticado. Aquellos que leen los manuales pueden recordar que el McLaren F1 de 1994 de Murray usó dos ventiladores de 120 mm para acelerar el aire debajo de la carrocería sobre una sección empinada del difusor trasero, lo que creó alrededor de un cinco por ciento más de carga aerodinámica (y una reducción del dos por ciento en la resistencia).

El ventilador de 400 mm del T.50 funciona con el mismo principio pero es más completo. Al igual que los ventiladores de la F1, reduce la turbulencia y la separación del aire en todo el ancho de su difusor trasero, junto con otros componentes aerodinámicos. Por ejemplo, en su configuración de carga aerodinámica más alta, el ventilador se activa, mientras que un conjunto de aletas del alerón trasero y los conductos del difusor se abren. El resultado es un 50 por ciento más de carga aerodinámica al instante.

El sistema tiene otras configuraciones, incluido el modo Streamline de baja carga aerodinámica para los sprints en Autobahn, que baja las aletas debajo de la carrocería en -10 grados, detiene el difusor y aumenta el ventilador a su máximo de 7.000 rpm para crear una "cola larga virtual", lo que reduce la resistencia general en un 12,5%. El modo Brake Boost extiende las aletas hasta 45 grados, abre los conductos del difusor y maximiza el ventilador, duplicando la carga aerodinámica y reduciendo la distancia de frenado del T.50 en 10 metros a una velocidad de 240 km/h.

Para la aceleración más brutal, el modo V-Max Boost reduce la resistencia al mínimo y aísla la potencia del ventilador al generador de arranque de 48 voltios del T.50, eliminando la resistencia parásita en el V12 de aspiración natural y entregando hasta 690 CV para un período corto. “El Brabham era un dispositivo realmente simple y tosco”, dijo Murray en un video de GMA. “Era una aspiradora”.

Hace una década, el diseñador de Red Bull, Adrian Newey, abrió su caja de lápices y el Red Bull X2010 fluyó. Era un coche de carreras ficticio previsto para Gran Turismo 5 después de que el fundador de la franquicia, Kazunori Yamauchi, desafiara a Newey a crear el coche de F1 más rápido posible, libre de reglas y regulaciones. Con el sistema aerodinámico de ventilador imaginado por Newey, la aceleración lateral teórica del X2010 estaba fuera de cualquier límite pues hablamos de 8.75 G. Sebastian Vettel probablemente se habría enfrentado a serios problemas médicos si hubiera intentado correr en Monza. Nunca lo sabremos.

Los llamamos 'fan cars', pero los faldones son los grandes protagonistas. “Tienes este componente de fricción, que genera calor”, observa Thomas Yates, director administrativo de McMurtry Automotive. “Es un ambiente realmente duro. Pero una vez llegas a una solución que funciona, se desbloquea una gran cantidad de oportunidades diferentes”.

Sin organizadores de carreras a los que aplacar, los ingenieros de McMurtry operan en un mundo donde cualquier solución dentro del presupuesto asignado es un juego justo y los libros de reglas no reducen la innovación. “Investigamos mucho y llegamos a la conclusión de que las verdaderas razones por las que se prohibieron los ventiladores en los años setenta fueron predominantemente políticas”, dice Yates. “Hubo algunos desafíos técnicos, pero nada que no pudiera resolverse con la tecnología moderna”.

Una vez que el equipo de desarrollo se comprometió a hacer del Spéirling un 'fan car', concluye Yates, desarrollaron todo el vehículo en torno a la carga aerodinámica del ventilador y "se volvió fundamental para el diseño del automóvil y el chasis".

En la pasada edición del Goodwood Festival of Speed, Max Chilton acaparó todos los focos gracias a un prototipo del McMurtry Spéirling. Durante la clasificación del sábado, el piloto Alex Summers ya había batido el récord oficial de subida de una montaña de 41:6 segundos, establecido en 1999 por Nick Heidfeld en un McLaren MP4-13 F1. Durante la jornada del domingo, Chilton buscaba el récord oficial. También estaba tratando de batir un récord no oficial de 39:9 segundos establecido por Romain Dumas durante el Qualifying Shootout en 2019 a los mandos del Volkswagen ID.R.

La salida de Chilton parece balística, como si debiera medirse en metros por segundo. Su carrera parece impecable y aterradora, pero Chilton está tan tranquilo como si estuviera en una vuelta de desfile. “Cuando lo conduces, simplemente debes poner toda la confianza en la máquina”, comenta Chilton. “Tiene mucho agarre. Pero desde afuera, piensas, '¿Cómo diablos está haciendo eso?' Pero tiene tanta carga aerodinámica que simplemente confías en él”.

El intento de récord de Chilton obtiene la misma respuesta de la multitud, cuyas exclamaciones sugieren que esto nunca pasa de moda. Es un coche de carreras con ventilador aerodinámico, el primero desde 1978 en salir victorioso. Chilton cruza la línea de meta a 240 km/h. ¿Su tiempo? 39:08 segundos.

Vía: Road & Track