Z

anim w 1947 roku Chuck Yeager przekroczy∏ barier´
dêwi´ku, lecàc eksperymentalnym samolotem X-1, in-
˝ynierowie obawiali si´, ˝e drgania wywo∏ane falà

uderzeniowà rozerwà jego op∏ywowà maszyn´. DziÊ Êrodo-
wisko in˝ynierskie ˝ywi podobne, tym razem chyba bardziej
uzasadnione obawy o dwóch kierowców – mo˝na nazwaç
ich pilotami – specjalnych samochodów przygotowanych do
przekroczenia bariery dêwi´ku. „JeÊli cokolwiek zak∏óci bieg
pojazdu poruszajàcego si´ z pr´dkoÊcià 965 km/h lub wi´k-
szà, powstanie sytuacja, w której nikt nie chcia∏by si´ znaleêç
– zauwa˝a Make McDermott, profesor mechaniki w teksa-
skim A&M University. – Si∏y aerodynamiczne sprawiajà, ˝e
pojazd naziemny przestaje byç tak naprawd´ naziemny: chce
si´ oderwaç, lataç.”

W po∏owie tego roku najpowa˝niejszà z dotychczasowych

prób prze∏amania bariery dêwi´ku na làdzie planowano na
prze∏om wrzeÊnia i paêdziernika. Mia∏a zostaç przeprowa-
dzona na pustyni Black Rock na pó∏nocny wschód od Reno
(Nevada) – na dnie najwi´kszego wyschni´tego jeziora w USA.
Osiàgni´cie liczby równej 1 macha – pr´dkoÊci dêwi´ku wy-
noszàcej przy temperaturach panujàcych na Black Rock oko-
∏o 1200 km/h – jest bardzo trudnym zadaniem. Konkurujà
ze sobà dwa zespo∏y, które w przesz∏oÊci w ró˝nym czasie
dzier˝y∏y palm´ pierwszeƒstwa w rywalizacji o bezwzgl´d-
ny rekord pr´dkoÊci na ziemi.

Jednym ze startujàcych jest Craig Breedlove, 60-letni kierow-

ca samochodu odrzutowego Spirit of America. W latach
1963–1970 ustanawia∏ on rekord pi´ciokrotnie. Innym ze-
spo∏em kieruje 51-letni Richard Noble, kierowca brytyjskiego
pojazdu, który w 1983 roku osiàgnà∏ nie pobity do tej pory
rekord 1018.7 km/h. Noble szefuje zespo∏owi, ale kierowcà

jego samochodu Thrust SSC b´dzie pilot myÊliwca RAF-u,
Andy Green.

Samochody nie Êcigajà si´ ze sobà. B´dà startowaç na prze-

mian na tej samej pustynnej trasie, jadàc z coraz wi´kszymi
pr´dkoÊciami. Nawet jeÊli nie przekroczà bariery dêwi´ku,
mogà pobiç rekord Noble’a z 1983 roku lub pokonaç granic´
700 mil na godzin´ (1126.5 km/h).

Wymienione zespo∏y nie sà jedynymi próbujàcymi usta-

nowiç nowy rekord, jednak ogrom wydatków i pracy pozwa-
la przypuszczaç, ˝e tylko ich pojazdy zbli˝à si´ do pr´dko-
Êci dêwi´ku. Nieoficjalnie mog∏a ona ju˝ zostaç przekroczona.
W 1979 roku kaskader Stan Barrett prowadzi∏ nap´dzany sil-
nikiem rakietowym pojazd o nazwie Budweiser Rocket i osià-
gnà∏ w nim pr´dkoÊç niemal 1191 km/h.

JeÊli jednak samochód w ogóle jecha∏ tak szybko – co

Breedlove i inni podajà w wàtpliwoÊç – to osiàgnà∏ t´ pr´dkoÊç
tylko w jednym kierunku. Mieszczàca si´ w Pary˝u Mi´-
dzynarodowa Federacja Samochodowa (FIA) zatwierdza re-
kordy i ustala regu∏y ich ustanawiania. Sà one nast´pujàce:
pojazd startuje dwa razy w przeciwnych kierunkach, oba
przejazdy muszà si´ odbyç w ciàgu godziny. Mierzy si´ Êred-
nià pr´dkoÊç z obydwu przejazdów na wyznaczonym odcin-
ku 1 mili. Na pustyni Black Rock samochody majà przejechaç

Upragniony mach

Samochody odrzutowe próbujà pokonaç barier´ dêwi´ku

Gary Stix, cz∏onek zespo∏u redakcyjnego Scientific American

THRUST SSC, brytyjski samochód

zespo∏u Richarda Noble’a, wyposa˝ono

w dwa silniki Rolls-Royce’a z odrzutow-

ców Phantom RAF-u. Pojazd ten (na sàsied-

niej stronie) na jordaƒskiej pustyni manewru-

je, skr´cajàc tylne ko∏a umieszczone jedno za

drugim, ale nie w tej samej p∏aszczyênie.

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997 63

PETERSON

Gamma Liaison

(zdj´cie);

SLIM FILMS

STATECZNIK

POZIOMY

SILNIK ODRZUTOWY

SILNIK ODRZUTOWY

TYLNE KO¸A

po p∏askim terenie 16 km. Na dystansie
8 km b´dà si´ rozp´dzaç, nast´pnie
w ciàgu mniej wi´cej 5 s przejadà owà
mil´, po czym zacznà hamowaç, redu-
kujàc moc i otwierajàc spadochrony. Ha-
mulce w∏àczà dopiero wtedy, gdy pr´d-
koÊç spadnie do 480 km/h. Nast´pnie
zawrócà i powtórzà jazd´ w przeciw-
nym kierunku.

Jak buduje si´ samochód zdolny do

przekroczenia pr´dkoÊci dêwi´ku?
Breedlove i Noble u˝yli odrzutowych sil-
ników stosowanych w samolotach my-
Êliwskich. Ten wybór okaza∏ si´ naj∏a-
twiejszy. Prawdziwy problem to bezpie-
czeƒstwo kierowcy. Wiedza o zachowa-
niu si´ samochodu jadàcego z pr´dko-
Êcià zbli˝onà do pr´dkoÊci dêwi´ku jest
znikoma. W przypadku samolotu – jak
przekona∏ si´ Yeager – fala uderzeniowa
powstajàca przy pr´dkoÊciach oko∏o-
dêwi´kowych jest os∏abiana przez otacza-
jàce powietrze. Kiedy samochód zbli˝a
si´ do pr´dkoÊci dêwi´ku, fala uderze-
niowa powstajàca na granicy mi´dzy po-
wietrzem przep∏ywajàcym z pr´dkoÊcià
naddêwi´kowà a powietrzem wolniej-
szym wytworzy si´ równie˝ mi´dzy po-
jazdem a nawierzchnià, co mo˝e do-
prowadziç do fatalnego w skutkach wy-
wrócenia pojazdu.

Odrzutowe samochody zdà˝y∏y ju˝

pokazaç, jak mogà byç niebezpieczne.
Podczas ubieg∏orocznych prób pobicia
rekordu Breedlove nieoczekiwanie stra-
ci∏ kontrol´ nad maszynà przy pr´d-
koÊci 1089 km/h (rezultat nieoficjalny).
Zosta∏y zniszczone tylne ko∏a pojazdu.

K∏opoty mia∏ równie˝ brytyjski zespó∏
– nadmierne napr´˝enia w ramie samo-
chodu spowodowa∏y w lipcu ub. r.
uszkodzenie Thrust SSC podczas testo-
wej jazdy z pr´dkoÊcià ponad 869 km/h
na jordaƒskiej pustyni Al Jafr: p´k∏a
podpora tylnego zawieszenia.

Samoloty bez skrzyde∏

Tworzàc swoje pojazdy, konstrukto-

rzy przyj´li ró˝ne za∏o˝enia. Breedlove
stara∏ si´ zmniejszyç powierzchni´ czo-
∏owà samochodu, aby zredukowaç na-
pór wiatru p´dzàcego z pr´dkoÊcià
1200 km/h lub wi´kszà. Spirit of Ame-
rica ma mas´ 4.5 t, d∏ugoÊç 13.4 m i ma-
ksymalnà szerokoÊç 2.6 m (rozstaw tyl-
nych kó∏). Od brytyjskiego konkurenta
jest w´˝szy niemal o 1.2 m. Eliptyczny
kszta∏t przedniej cz´Êci nadwozia ma
u∏atwiç powstajàcym od spodu desta-
bilizujàcym falom uderzeniowym ucie-
czk´ na boki. Ponadto przednia cz´Êç
kad∏uba znajduje si´ zaledwie 2.5 cm
nad ziemià, aby obszar, w którym mo-
˝e nastàpiç wzrost ciÊnienia, by∏ jak naj-
mniejszy. Wi´kszy przeÊwit z ty∏u po-
jazdu, wynoszàcy 45 cm, umo˝liwia
ucieczk´ falom uderzeniowym powsta-
jàcym w tylnej cz´Êci.

Przednie ko∏o sk∏ada si´ z trzech alu-

miniowych tarcz umieszczonych na
wspólnej osi i odsuni´tych od siebie
o 2.5 mm. Ta konfiguracja s∏u˝y zwi´k-
szeniu bezw∏adnoÊci, dzi´ki czemu sa-
mochód lepiej utrzymuje kierunek jaz-
dy na wprost. Na obwodzie kó∏

nawini´to w∏ókno w´glowe pokryte
w∏óknem szklanym. Te wyczynowe
„opony” majà uchroniç przed rozerwa-
niem zewn´trzne obr´cze kó∏, podda-
wane si∏om 35 tys. razy przewy˝szajà-
cym si∏´ grawitacji. „Nie trzeba byç
wielkim naukowcem, aby wiedzieç, ˝e
w razie najechania na kamieƒ ko∏o
mog∏oby p´knàç od brzegu po piast´,
co skoƒczy∏oby si´ katastrofà” – mówi
Breedlove.

Ka˝de z tylnych kó∏ jest odsuni´te od

kad∏uba o ponad metr. Wybór takiego
rozwiàzania pozwala znacznie wysu-
nàç do przodu Êrodek ci´˝koÊci, co po-
prawia statecznoÊç. „To tak jak z uchwy-
tami taczki – t∏umaczy Breeedlove. – Im
sà d∏u˝sze, tym ∏atwiej podnieÊç ∏adu-
nek i tym wi´kszà cz´Êç ci´˝aru przej-
muje przednie ko∏o.” Tylne pó∏osie sà
zamkni´te w p∏askich, poziomych, przy-
pominajàcych skrzyd∏o os∏onach
(w technice lotniczej zwanych oprofilo-
waniem), do których koƒców zamoco-
wano pionowe stateczniki polepszajà-
ce stabilnoÊç jazdy.

Po zesz∏orocznym wypadku Breed-

love udoskonali∏ aerodynamiczny
kszta∏t os∏on, tak ˝e op∏yw powietrza
jest przyspieszany na ich górnej po-
wierzchni, a spowalniany na dolnej.
Zmiana ta ma zapobiec osiàganiu przez
strug´ powietrza przep∏ywajàcà do∏em
pr´dkoÊci naddêwi´kowej i tym samym
tworzeniu si´ od spodu fali uderzenio-
wej. Dodatkowo zamontowano kilka
klap – ma∏ych skrzyde∏, które mo˝na
ustawiaç tak, aby zapobiega∏y powsta-

64 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997

RAVELL CALL

Gamma Liaison

niu si∏y noÊnej odrywajàcej pojazd od
ziemi.

Zespó∏ Thrust SSC natomiast skon-

centrowa∏ si´ najpierw na opracowaniu
konstrukcji jak najbardziej statecznej,
aby osiàgnàç pr´dkoÊç dêwi´ku w spo-
sób maksymalnie bezpieczny. Dopiero
póêniej zajà∏ si´ mocà i zmniejszeniem
wspó∏czynnika oporu. W przeciwieƒ-
stwie do Breedlove’a aerodynamik ze-
spo∏u Ronald F. Ayers (konstruktor kie-
rowanych pocisków rakietowych) nie
stosowa∏ metody prób i b∏´dów, lecz
opar∏ si´ przede wszystkim na wyni-
kach symulacji komputerowych oraz te-
stów 60-centymetrowego modelu za-
mocowanego na je˝d˝àcych po torze
z pr´dkoÊcià naddêwi´kowà sankach
nap´dzanych paliwem rakietowym.

StatecznoÊç przede wszystkim

Thrust SSC zbudowany na podsta-

wie analiz technicznych Ayersa okaza∏
si´ pojazdem ci´˝szym i wi´kszym od
Spirit of America, o masie 7 t i d∏ugoÊci
niemal 18 m. Szczególnie du˝o uwagi
poÊwi´cono stabilnoÊci kàta nachylenia
pojazdu, czyli mi´dzy dziobem kad∏uba
a p∏aszczyznà poziomà. „Gdy kàt b´-
dzie zbyt du˝y, samochód poderwie si´
do lotu, gdy przesadzimy w drugà stro-
n´, zaryje w ziemi´” – mówi Ayers.

O tym, czy Thrust SSC b´dzie si´ za-

chowywa∏ jak pocisk Patriot czy jak gór-
niczy Êwider, mo˝e zadecydowaç ró˝-
nica zaledwie jednego stopnia. To
jeszcze nie wszystko. Pr´dkoÊci nad-
dêwi´kowe wymagajà innego ustawie-
nia nachylenia, pojazd wyposa˝ono
wi´c w aktywne zawieszenie, zmienia-

jàce pod∏u˝ne nachylenie w momencie
zbli˝ania si´ do bariery dêwi´ku. Czuj-
niki tensometryczne mierzà obcià˝enie
kó∏, wyniki pomiarów sà nast´pnie
przekazywane do pok∏adowego kom-
putera, a po przetworzeniu – do umiesz-
czonych z ty∏u hydraulicznych pod-
noÊników, które ustawiajà si´ auto-
matycznie. W przerwie mi´dzy biega-
mi mo˝na równie˝ ustawiç kàt statecz-
nika poziomego. Zapobiega on odrywa-
niu si´ tylnych kó∏ od nawierzchni.

Przednie ko∏a Thrust SSC sà ukryte

w os∏onach silników, co zmniejsza po-
wierzchni´ czo∏owà samochodu. W po-
równaniu ze Spirit of America umiesz-
czenie silników z boku i du˝y rozstaw
przednich kó∏ przesuwa Êrodek ci´˝ko-
Êci znacznie bardziej w kierunku czo∏a
pojazdu. Poprawia to stabilnoÊç po∏o-
˝enia dzioba i przeciwdzia∏a wpadaniu
pojazdu w poÊlizg wokó∏ osi pionowej.
Wi´kszy ni˝ w konkurencyjnym pojeê-
dzie ciàg dwóch silników rekompensu-
je wi´kszà mas´ oraz dodatkowy opór
powietrza spowodowany wi´kszà po-
wierzchnià czo∏owà. „Ta klasa pojaz-
dów nie ma ˝adnego limitu masy” – ˝ar-
tuje Ayers. W przeciwieƒstwie do
samochodu Breedlove’a Thrust SSC ma
ko∏a ca∏kowicie aluminiowe, bez opon.
Zespó∏ liczy na to, ˝e na mi´kkiej na-
wierzchni wyschni´tego jeziora opony
nie b´dà potrzebne.

Kokpit znajduje si´ pomi´dzy silni-

kami, co ma daç kierowcy lepsze wy-
czucie bocznych uÊlizgów pojazdu.
Green steruje dwoma tylnymi ko∏ami
tak usytuowanymi, aby nie zak∏óca∏y
wylotu strumienia gazów z silników.
Ko∏a sà umieszczone jedno za drugim

i przesuni´te wzgl´dem siebie tak, aby
nie by∏o mi´dzy nimi przeÊwitu, gdy
patrzy si´ od przodu [ilustracja na stro-
nie 63]. Dzi´ki takiemu ustawieniu opór
powietrza w tylnej cz´Êci jest mniejszy,
ni˝ by∏by w przypadku kó∏ umieszczo-
nych obok siebie. Przednie ko∏a nie sà
skr´tne, co równie˝ zmniejsza opór.

DoÊwiadczenia zdobyte podczas bu-

dowy naddêwi´kowych samochodów
majà raczej znikome znaczenie prak-
tyczne. Liczy si´ przede wszystkim wpis
do Ksi´gi Rekordów Guinnessa oraz sa-
tysfakcja konstruktorów i kierowców.
„Jestem przekonany, ˝e praca nad osià-
gni´ciem tego rekordu jest najciekaw-
szym zaj´ciem, jakie w ogóle istnieje” –
mówi Noble, wyra˝ajàc tym samym
ogromny entuzjazm i zaanga˝owanie
swojego zespo∏u. PrzydatnoÊç wyników
tej pracy w innych dziedzinach jest
w najlepszym razie trudna do okreÊle-
nia. Breedlove sugeruje mo˝liwoÊç wy-
korzystania doÊwiadczeƒ jego ekipy
przez producentów opon. Ale zapyta-
ny, gdzie grafitowe opony mog∏yby zna-
leêç zastosowanie, zamyÊla si´ na mo-
ment, po czym odpowiada: „Nie mam
poj´cia. Moim celem jest ustanowienie
rekordu pr´dkoÊci i poza tym niewiele
mnie interesuje. MyÊl´, ˝e Kennedy pra-
gnà∏, aby Amerykanie polecieli na Ksi´-
˝yc. Nie interesowa∏y go dodatkowe ko-
rzyÊci; chcia∏ po prostu byç lepszy od
Rosjan.”

T∏umaczy∏

Robert Przybylski

Od redakcji:
W rywalizacji zwyci´˝y∏ Thrust, kierowany przez
Andy Greena. 15 paêdziernika osiàgnà∏ na odcin-
ku pomiarowym Êrednià pr´dkoÊç 1228 km/h,
1.020 pr´dkoÊci dêwi´ku.

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1997 65

SPIRIT OF AMERICA jest nap´dzany odrzutowym silnikiem J-79 General
Electric, stosowanym niegdyÊ w myÊliwcu US Navy – Phantom F-4. Silnik
jest zamontowany w tylnej cz´Êci kad∏uba, przed tylnà osià. Craig Breedlove
kieruje samochodem za pomocà przednich kó∏ i pionowego steru kierunku
umocowanego na grzbiecie kad∏uba. Samochód, uwieczniony na zdj´ciu
przed zesz∏orocznym wypadkiem, obecnie zosta∏ przebudowany.

SLIM FILMS

STATECZNIK

NA OS¸ONIE KO¸A

SILNIK ODRZUTOWY

ZBIORNIK PALIWA

STATECZNIK TYLNY

STER KIERUNKU

WLOT POWIETRZA

DO SILNIKA

TRZY KO¸A

NA WSPÓLNEJ OSI

HAMULEC

OS¸ONA