FREIOS EM CORRIDAS, TÃO IMPORTANTES QUANTO O ACELERADOR


Freios incandescentes, visão normal

Ettore Bugatti dizia que seus carros eram feitos para andar, não para parar. Isso até poderia ser considerado remotamente aceitável décadas atrás, caso o purista não parasse para pensar, agindo apenas com o estômago. 

Mas a fila anda, e se antes o aceito e exigido era mais potência, o tempo mostrou que as melhorias nos sistemas de freios são responsáveis por muito tempo ganho em uma volta de corrida, muitas vezes sendo mais eficiente para isso do que muita potência a mais no motor.

Os números a seguir são uma referência da Fórmula 1, já que progressos são feitos constantemente, e variações existem entre carros de equipes diferentes. A 200 km/h são necessários apenas 65 metros e 3 segundos para parar. A 100 km/h, que um carro normal de bons freios gasta 40 metros, num Fórmula 1 são apenas 17 metros, em cerca de 1,4 segundo.

Nas ruas, nem mesmo um motorista mediano, ou até mesmo aqueles sem conhecimento algum de mecânica ou qualquer parca idéia da Física de movimento, contesta as vantagens de freios mais potentes e que façam seu carro parar antes de um obstáculo. Qualquer metro a menos pode significar a inexistência de um acidente, algo mais do que óbvio e que eu nem deveria escrever, já que todos sabem.

John Watson, ex-piloto da McLaren que se aposentou das pistas em 1985 e andou anos depois com o Williams que fez Nigel Mansell campeão em 1992,  disse que a maior diferença que esse pouco tempo fizera fora no progresso dos freios, muito mais potentes, de tal ordem que as  freadas nos mesmos pontos da pista de Silverstone em que Watson fazia com seu McLaren requeriam nova aceleração no Williams, antes de chegar à curva! Ele penou por algumas voltas com essa característica até conseguir se acostumar.

O normal de carros de alto desempenho é ter freios com potência muito maior do que a do motor. Algo lógico, já que carros que aceleram muito rápido têm a capacidade de serem levados em pouco tempo a situações de risco. Deve ser capaz de diminuir de velocidade mais rápido do que acelerou.

Um exemplo clássico disso é um carro médio acelerar de 0 a 100 km/h em 12 segundos e para parar a partir dessa velocidade levar não mais que 3 segundos.

Essas potências de frenagem são tão superiores às de carros de normais que dificuldades inexistentes nas ruas se tornam problemas reais nas pistas. Na CART (Fórmula Indy), o canadense Paul Tracy teve um problema incomum em 1993. Seu cinto de segurança estava desajustado por um motivo qualquer, que o deixou praticamente  solto  dentro do carro, na prova de Laguna Seca. Nas frenagens a situação era crítica, com muita dificuldade em tentar se segurar e operar os comandos adequadamente, exatamente pela força de frenagem que joga o corpo para frente. Teve que parar nos boxes para apertar o cinto, e poder continuar a prova.

Na escada da evolução dos freios, os britânicos da Girling e da Jaguar deram um daqueles saltos enormes, passando por vários degraus ao mesmo tempo, o melhor exemplo a introdução dos freios a disco  que surgiram no Jaguar C-Type em 1953, para correr em Le Mans. 

A invenção era bem mais antiga, de 1902, obra de Frederick Lanchester, mas nunca havia sido usada em competições, nem em veículos normais de série.

Com peso reduzido em relação ao XK120 que lhe originou, tinha motor mais potente, e freios a disco nas quatro rodas foram adotados. O carro ganhou de cara, e na minha visão de méritos, a Jaguar já teria seu lugar  na história apenas por esse feito, mesmo que não fizesse os magníficos veículos que fabrica. 

Essa corrida foi a primeira em que a média horária nessa pista foi acima de 100 mph (160 km/h), seguramente porque o carro vencedor freava muito mais perto das curvas, andando mais tempo em velocidades mais altas e, assim, aumentando a média.

Freios a disco pela primeira vez em competições
Outra evolução importante veio da necessidade de combater essa vantagem da Jaguar, e foi utilizado pelo Mercedes 300 SLR. O carro correu em Le Mans e outras provas de grande distância equipado com freios a tambor, enormes, quase iguais ao carro de Fórmula 1, o W196. Como a inferioridade frente aos Jaguar nesse ponto era enorme, os alemães adicionaram freios aerodinâmicos ao carro, na forma de um painel que se levantava atrás do piloto nas freadas. O arrasto aerodinâmico aumentava muito, diminuindo a velocidade.

Era a aplicação, no solo, de um dispositivo hoje amplamente usado na aviação, o chamado speed brake, freio de velocidade, destinado a dissipá-la em situações como deixar a rota e entrar na área terminal, onde a velocidade é limitada a 250 nós (463 km/h). Esses freios são visíveis na parte superior das asas, com uma placa articulada pela frente que se levanta. Dá para um sentir um leve tremor no avião enquanto o freio de velocidade está atuando.

Mas nem esse recurso dos Mercedes 300 SLR foi suficiente para evitar a tragédia que tirou a vida de 83 espectadores e feriu 120, na 24 Horas de Le Mans de 1955, o acidente mais grave da história do automobilismo

O inglês Mike Hawthorne, no seu Jaguar C-Type, estava na reta do boxes, recebeu placa de entrar e, para evitar ter de dar uma nova volta, freou bem forte. O inglês Lance Macklin, num Austin-Healey 100, não conseguiu frear e desviou para a esquerda, colocando-se no caminho do 300 SLR do francês Pierre Levegh e do americano John Fitch que vinha a cerca de 240 km/h. O Mercedes atingiu a traseira do Austin-Healey e foi jogado para o pequeno barranco que separava as arquibancadas da pista, o carro se despedaçando, com o capô guilhotinando várias pessoas e o motor, separado do carro, completando o massacre. O incêndio que se seguiu com a ruptura do tanque ainda fez as partes de carroceria feitas de magnésio soltar fagulhas incandescentes sobre os espectadores.

Levegh morreu na hora, enquando o Austin-Healey batia de um lado para outro, primeiro na mureta do box e depois no barranco do outro lado, mas Macklin não se feriu seriamente. Ironicamente, Mike Hawthorne venceu a prova, em dupla com o compatriota Ivor Bueb. Com o acidente, a Mercedes tirou os outros 300 SLR da prova, o de Juan Manuel Fangio/Stirling Moss e o de Karl Kling/André Simon. Mas correu nas duas provas seguintes e foi campeã de Construtores naquele ano – para em seguida anunciar que não participaria mais com equipe oficial.


Enorme freio de ar atrás do piloto
Depois de bastante tempo com as melhorias dos sistemas de discos, a Brabham apresentou freios de compósito de carbono, também chamado de cerâmica, na Fórmula 1.

O sul-africano mestre da engenharia de competição Gordon Murray introduziu em 1976 os freios de cerâmica de carbono, tanto discos quanto pastilhas. Trata-se de uma mistura de pós, resinas e fibras processada em camadas que se fundem sob alta temperatura e pressão, para depois serem usinadas como  se faz com metal, formando peças de dimensional preciso.

Começaram a ser usados no começo da década de 1970 na aviação e rapidamente chegaram à Fórmula 1. Não funcionou bem no começo, resultando em alguns acidentes, mas atingiu um ponto efetivo em 1979. Daí em diante, foi o material a ser empregado nas pistas por quem queria estar nas mesmas condições.

O melhor de tudo é que esse tipo de freio funciona melhor a temperaturas altas, com eficiência ótima acima de 650 °C, o que é condição perfeita para corridas, onde se freia forte o tempo todo, gerando muito calor rapidamente.

Discos sem brilho: compósito de fibra de carbono, ou cerâmica de carbono
Uma outra manobra da Brabham se deu na era Piquet, a refrigeração falsa de freios. Esse foi um truque, não uma tecnologia de verdade.  Em 1982, era permitido completar o nível dos fluidos de refrigeração após a corrida e antes da pesagem. 

A Brabham afirmava que o fluido de freio tinha um tanque de refrigeração, e largava com ele cheio, com o carro respeitando peso mínimo. Após a corrida, era dito que a água "se esvaíra na sua função de refrigerar", com o quê o nível do tanque era completado e o carro chegava aos 580 kg de peso obrigatório. Era um tanque grande, algo absurdo para um sistema de freios, mas passou por algumas corridas como legal, já que não havia nada errado do ponto de vista de interpretação de regulamento para construção do carro, mas sim no atendimento às regras pós-corrida.

A McLaren também teve sua novidade nesse campo, com a adoção do freio diferencial, assim chamado por permitir frenagens com forças diferentes nas rodas traseiras.

No GP da Áustria de 1997 a McLaren apareceu com dois pedais de freio em um de seus carros da equipe,
o MP4/12. A descoberta foi feita pelo fotógrafo da revista F1 Racing, Darren Heath, ao analisar suas fotos do carro na saída de curvas, onde o freio traseiro estava incandescente, algo totalmente fora do normal.

Não eram problemas de refrigeração, já que o carro se comportara muito bem, e não abandonando, como seria normal caso houvesse algo errado. Na primeira oportunidade, ele fotografou a pedaleira de um dos carros, e descobriu ali o segundo pedal de freio, pequeno, imediatamente divulgado na edição de novembro de 1997 da revista.

Bem pequeno, à esquerda, pedal para freio traseiro independente
O freoi atuava em uma das rodas traseiras de forma independente do freio normal,  com o lado escolhido  acionado pelo piloto via um botão no volante antes de tocar o pedal.

Tinha a função de ajudar em curvas, seja na entrada, onde o acionamento sobre a roda interna fazia o carro curvar mais facilmente, seja na saída, onde se evitava derrapagens atuando na roda externa.

Imediatamente foi copiado por outras equipes, mas protestos da Ferrari fizeram a FIA banir o equipamento, que já não era mais existente em meados de 1998 em nenhuma equipe. A alegação da Ferrari, que liderou os protestos é que, na prática, atuava como um sistema de direção nas rodas traseiras, algo proibido pelo regulamento.

A grande injustiça é que numa primeira avaliação, o equipamento foi considerado legal, para, alguns meses depois, ser proibido. A parte desagradável da categoria de topo do automobilismo de asfalto é justamente esta, a política.

JJ

Fotos: F1 Racing, justacarguy.com, Best Cars Web Site, autoevolution.com, HowStuffWorks
 



14 comentários :

  1. Parabens ! falando só de freios percorreu varias épocas da F1,sobre a politica ,infelizmente onde tem muito dinheiro tem também a politica , é inevitável,sobre freios uma coisa que sou contra são os discos sólidos ,acho que não deveriam ser mais utilizados em nenhum tipo de veiculo .

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  2. O que se vê em aeronaves comerciais de passageiros, como o onipresente Boeing 737, não são speed brakes, mas spoilers. A função dele não é frear a aeronave, mas destruir (tirar) a sustentação da asa quando é acionado.

    Em algumas aeronaves, ele é usado para controle de rolamento (inclinar para esquerda ou direita) em conjunto ou não com os ailerons. Só se usa o spoiler nas duas asas ao mesmo tempo no solo, pois se retira boa parte da sustentação das asas para jogar o peso da aeronave no trem de pouso, beneficiando a frenagem. Usar os spoilers nas duas asas ao mesmo tempo no ar não é desejável, pois a aeronave perde sustentação, a última coisa que se quer, especialmente com centenas de passageiros a bordo.

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    1. Clésio Luiz,
      De modo algum, desculpe. Ou você acha que o piloto é doido de aplicar o spoiler pleno vôo e perder sustentação? São speed brakes mesmo, aplicados na circunstância descrita pelo Juvenal, reduzir velocidade ao entrar na TMA. No pouso só são acionados depois de iniciada a reversão, para ajudar na desaceleração.

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    2. Clésio Luiz,
      os Learjet tem speed brake na cauda, parte inferior, e os Fokker 28/100 bem na extremidade traseira da cauda. Muitos outros aviões os tem, esses são apenas dois exemplos mais fáceis de verificar ao vivo. O Bob explica mais no comentário dele.

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    3. Senhores, sou do ramo e vou ajudá-los!

      Vocês estão falando dos SPOILERS, que são placas móveis instaladas nas asas (ou também na cauda, em alguns casos) dos aviões, de qualquer tipo, sempre que o fabricante achar necessário tê-los visando uma melhor performance na desaceleração ou manobrabilidade.

      Bom, SPEED BRAKE é uma das funções dos SPOILERS. Serve para 'frear' o avião no ar, adicionando arrasto, simplesmente.

      Outra função dos SPOILERS é conhecida por GROUND SPOILERS, função esta somente exercida no solo, onde os SPOILERS alcançam sua deflexão máxima, visando destruir a sustentação ainda gerada pela asa, fazendo com que o avião 'pregue' no chão, melhorando consideravelmente a ação dos freios.

      Outra função dos SPOILERS é conhecida por FLIGHT SPOILERS, são os SPOILERS localizados nos extremos da asa e que ajuda o avião a fazer curvas, adicionando arrasto sempre à asa que baixa para a curva, fazendo com que a asa interna à curva 'voe' a uma velocidade menor do que a asa externa à curva, tornando a curva perfeita, sem derrapagens, eliminando a necessidade de se usar leme nas curvas. FLIGHT SPOILER é coisa de avião grande, sofisticado.

      Outra função ainda dos SPOILERS, é o RELIEF SPOILER, ou spoiler de alívio. Em alguns aviões o fabricante utiliza-se desta função afim de garantir que forças G maiores do que às da certificação do avião sejam alcançadas, aliviando o 'stress' sobre a asa.


      Acho que está explicado e compreendido que em todas as funções, se trata do mesmo hardware, das mesmas placas SPOILERS, apenas assumindo diferentes funções, sempre que for conveniente.

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    4. Maurício,
      não me referi a spoilers nas asas, mas sim os freios aerodinâmicos. Cauda do Fokker 28/100, placa sobre a fuselagem atrás da cabine no F-15, placa na fuselagem inferior traseira dos Learjet, e por aí vai.

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    5. Juvenal, os SPOILERS nas asas também são usados como freio aerodinâmico. Trata-se da função SPEED BRAKE. Nos aviões modernos, com motores sob as asas, os SPOILERS estão posicionados sempre por cima da asa, no extra-dorso da asa.

      Observa-se isto em toda a família Boeing atual e Airbus. Eles não tem freio aerodinâmico na cauda. Eles são exatamente estes SPOILERS posicionados sobre a asa.

      O SPEED BRAKE é controlado manualmente pelo piloto, sempre que necessário. Ele pode tanto 'abrir' todo o SPEED BRAKE ou então usar apenas metade, ou um quarto, quanto ele quiser.

      Uma curiosidade sobre os F100, é que eles tinham velocidades de subida e cruzeiro bem menores do que as do Boeing 737. Mas devido ao seu excelente SPOILER (na cauda) era possível manter altas velocidades até bem próximo da pista, sempre que autorizado pelo controle. Dessa forma ele conseguia tempos de voo bem próximos ou iguais ao do B737, que necessitava de distâncias maiores para reduzir, embora tivesse performance de subida e cruzeiro muito superior.

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  3. E eu que achava que freio conjugado era coisa de trator... Mais uma semelhança entre díspares da engenharia.

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  4. Essas histórias de corrida e as coisas que os engenheiros bolam pra melhorarem o rendimento são fascinantes.

    O Piquet mesmo têm várias dessa pra contar, como quando ele inventou o pit stop, o cobertor para aquecimento de pneus e aquela história dele ter corrido só com 3 marchas em Hockenheim, se não me engano.

    Bob Sharp é outro. Alias, quando ele resolve contar aqui, costumam sair alguns dos melhores posts.

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    1. Acho que os "causos piquetianos" renderiam um bom livro, só não sei se técnico, de memórias ou de piadas.
      Sobre os cobertores, lembro que vi certa vez uma foto antiga, em preto e branco, de um monoposto dentro do boxe com cada uma das quatro rodas dentro de um forno. E para ficar mais interessante, era no Brasil.

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  5. "Qualquer metro a menos pode significar a inexistência de um acidente, algo mais do que óbvio e que eu nem deveria escrever, já que todos sabem."

    É realmente uma pena, JJ, que os motoristas que têm o péssimo hábito de "colar" na traseira do veículo à sua frente nas rodovias, não tenham o excelente hábito de ler o AE.
    O "metro a menos" deveria começar pela obediência a uma distância regulamentar.

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  6. Freios , no Kart é fundamental , compare peso ,potencia e velocidade equivalente
    a formula 1 , portanto o Piloto de Kart precisa primeiro aprender a frear ,pois
    o restante a maioria já nasce sabendo ACELERAR !!!!!!

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  7. muito bom, excelente

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