Honda acaba de construir el túnel de viento más avanzado del mundo en Ohio

Jonathan M. Gitlin - 21 de marzo de 2022 2:00 p. m. UTC

EAST LIBERTY, OHIO—Durante el fin de semana, la Fórmula 1 volvió a la acción con su primera carrera del año. Durante varias décadas, el deporte ha estado dominado por la carga aerodinámica y la aplicación de la aerodinámica. Por lo tanto, podría pensar que el túnel de viento de carretera rodante más avanzado del mundo se encontraría en Inglaterra, donde tienen su base la mayoría de los equipos, o quizás en Maranello de Italia.

Pero a pesar del énfasis bien fundado del deporte en el flujo de aire, la F1 ya no es la última palabra en los túneles de viento de carreteras rodantes. Ahora ese honor pertenece a Honda Automotive Laboratories of Ohio ("HALO"), donde una nueva instalación de $124 millones y 192 mph (310 km/h) está a punto de comenzar a operar.

HALO tiene su sede en el Centro de Investigación de Transporte, un campo de pruebas de vehículos y una pista de pruebas a poco menos de una hora de Columbus. Es una instalación relativamente modesta desde el exterior, sin duda en comparación con el túnel de aspecto dramático de Ferrari diseñado por Renzo Piano en Italia. Pero al igual que con las personas, lo que realmente importa es lo que hay dentro.

El corazón, o quizás más exactamente el pulmón, del túnel de chorro abierto de tres cuartos de ocho millas (201,2 m) es un ventilador de 26,2 pies (8 m), impulsado por un motor General Electric de 6700 hp (5 MW). Las 12 aspas de fibra de carbono del ventilador están fijas en su posición, con solo 0,2 pulgadas (4 mm) de espacio libre hasta la pared del túnel. Y a pesar de alcanzar una velocidad máxima de solo 250 rpm, el ventilador está incluso mejor equilibrado que el rotor de un turbocompresor.

Si 250 revoluciones por minuto le parece bastante bajo, tiene razón: a la máxima velocidad, el aire que sale del ventilador solo viaja a 25 mph (40 km/h). Desde allí, el aire pasa a través de un enorme intercambiador de calor de 352 metros cuadrados (3789 pies cuadrados), que permite que la instalación mantenga el aire a una temperatura constante, entre 50 y 122 °F (10 y 50 °C).

"La razón por la que hacemos eso es principalmente con fines acústicos. Los automóviles están hechos de aluminio, plástico, fibra de carbono y caucho, y todos se expanden y contraen a diferentes velocidades. Entonces, todas esas cosas abren brechas, cierran brechas", explicó. Mike Unger de Honda, quien está a cargo de todas las actividades del túnel de viento en HALO.

Desde el intercambiador de calor, el aire viaja a través de una serie de paletas giratorias a medida que avanza por el túnel. Pero el túnel se contrae a través de una tobera delante de la sala de pruebas, y esto comprime el aire en un factor de hasta 7:1, acelerándolo a una velocidad máxima de 192 mph (310 km/h).

Lo que suceda a continuación depende de cómo se haya configurado la sala de prueba. Para probar el rendimiento aerodinámico de alta velocidad, para el próximo automóvil LMDh de Acura, o quizás para el automóvil deportivo NSX, la prueba probablemente incluirá la carretera de rodadura de cinturón ancho. Esta correa de acero de 0,8 mm (0,03 pulgadas) viaja a la misma velocidad que el aire, con el automóvil montado sobre brazos que lo mantienen en su lugar mientras permiten que las ruedas giren. La prueba también mide los cambios en sustentación, arrastre y cabeceo.

El camino rodante tampoco se limita a probar un automóvil de frente. En realidad, está montado en una plataforma giratoria de 180 grados que no solo facilita que los ingenieros y técnicos configuren sus pruebas, sino que también les permite estudiar el efecto de los vientos cruzados y la guiñada.

A pesar de sus impresionantes capacidades en este sentido, estas pruebas de alta velocidad probablemente representarán una minoría del trabajo realizado en HALO. La aerodinámica de los automóviles de carretera se está volviendo más importante que nunca a medida que los fabricantes de automóviles se electrifican, ya que incluso las pequeñas reducciones en la resistencia aerodinámica significan un aumento en la eficiencia. Para ese tipo de pruebas, de poco sirve poder alcanzar los 300 km/h.

Es por eso que el túnel fue diseñado con caminos rodantes intercambiables. Se tarda unas cuatro horas en cambiar uno de los módulos de carretera rodante de 44 toneladas (40 toneladas) por el otro. La segunda leva de carretera rodante se adapta a una velocidad máxima de 250 km/h (155 mph) y cuenta con cinco cinturones, uno para cada neumático y un quinto que pasa por debajo del largo del vehículo dentro de la huella de las ruedas. Aparecen dos ranuras en el suelo delante de cada uno de los cinturones, controlando la capa límite que, de otro modo, confundiría los resultados.

Los vehículos de prueba tienen los frenos y la suspensión desconectados para que las ruedas puedan girar sin arrastre parásito (los autos están montados en celdas de carga que mantienen el vehículo a una altura de manejo constante). Además, HALO tiene un sistema de escaneo láser para calcular el área frontal de un automóvil en aproximadamente dos minutos, información de vital importancia para que los resultados del túnel de viento tengan sentido.

Los fabricantes de automóviles electrizantes no solo están interesados ​​​​en optimizar sus máquinas. Sin la sinfonía ruidosa que es un sistema de propulsión de motor de combustión interna, todos ahora tienen que mejorar su juego en términos de ruido del viento, también conocido como "aeroacústica".

No se requiere la carretera rodante para las pruebas aeroacústicas, por lo que el automóvil se asienta sobre una cubierta acústica que protege el cinturón. (Presumiblemente, es más fácil cubrir uno de los dos módulos de camino rodante que crear un tercer módulo para la prueba de ruido, ya que otro módulo tardaría otras cuatro horas en cambiarse). Y en lugar de medir las cargas aerodinámicas, el auto de prueba está rodeado de micrófonos: un total de 502 micrófonos direccionales dispuestos en arreglos acústicos, con otros 54 micrófonos colocados dentro del automóvil. Estos micrófonos pueden decirles a los ingenieros exactamente qué parte del automóvil necesita un ajuste sutil para calmar las cosas.

Los arreglos acústicos viven justo fuera de la capa de cizalladura del viento, que es un lugar notablemente tranquilo para estar, registrando un nivel de ruido de solo 57 dB incluso cuando el viento sopla a unos pocos pies de distancia. Honda tuvo la amabilidad de permitirme engancharme a un arnés y probarlo yo mismo: incluso a solo 50 km/h (30 mph), realmente sientes la presión adicional del aire mientras sostienes una larga vara de humo en la corriente para visualizar el flujo de aire a través de un respiradero o a través de una campana.

Para empezar, HALO se concentrará principalmente en refinar las ofertas de Honda y Acura en América del Norte; el objetivo de gastar $124 millones en una instalación como esta es que ahorra tiempo y dinero en comparación con el pago de túneles de terceros aquí en los EE. modelos de prueba o coches a Japón. Pero HALO también se diseñó desde el principio para acomodar a otros, ya sean investigadores académicos, equipos de carreras o incluso otros fabricantes de equipos originales, con bahías de preparación ocultas de miradas indiscretas para mantener el tipo de confidencialidad estricta que todos en la industria esperan.