Estabelecendo um recorde mundial de velocidade do ar no P-51 Mustang ‘Voodoo’
Em 2 de Setembro de 2017, Steve Hinton, Jr. estabeleceu um novo recorde de 3km de Piston Powered Aircraft (classe C-1e), atingindo uma velocidade média de 531.53mph em quatro passagens consecutivas no P-51 Mustang Voodoo altamente modificado. Entrevistado pouco depois do recorde, e nos dias que antecederam a sua participação nas Raças Aéreas de 2017, Steve oferece ao The Vintage Aviation Echo um relato fascinante da sua corrida recorde.
O recorde a bater foi um conservador 318mph, estabelecido em 2012 por Will Whiteside voando Yak-3 Steadfast. Embora Steve precisasse de bater melhor este recorde, a equipa ambicionava quebrar a iteração reformada do mesmo recorde, fixado em 528mph por Lyle Shelton flying Rare Bear em 1989; independentemente do facto de que isto não seria formalmente reconhecido, Steve e a equipa Voodoo prosseguiram com a sua tentativa de bater os recordes de velocidade, tanto formais como reformados, no espírito da competição. Isto tem sido alvo de considerável controvérsia nas últimas semanas, predominantemente devido à confusão sobre qual recorde foi estabelecido.
Para melhor entender o cenário, vale a pena considerar as condições dos recordes de velocidade tanto dos aposentados como dos atuais. Uma das principais razões para a aposentadoria do antigo recorde, e a que teria maior impacto na tentativa de Steve, foi um aumento na largura do corredor. Anteriormente, a largura do percurso entre as armadilhas de velocidade era um desafio de 100m (330ft), agora aumentado para 500m (1640ft) nos termos do actual recorde. A fim de replicar de perto as condições do recorde aposentado, Steve decidiu voar no percurso mais antigo e mais estreito – o seu vôo tão preciso no caso, ele passou por um corredor aéreo com apenas 30m de largura em cada uma das suas quatro pistas de alta velocidade. Uma outra mudança no recorde foi dividi-lo em classes de peso. O antigo recorde tinha estagnado um pouco, com o recorde inalterado desde que foi estabelecido pela Rare Bear, e assim permitir que classes mais leves de aeronaves disputassem seus próprios recordes tornou o esporte acessível para mais pilotos. A classe de peso que Steve estaria disputando era a classe C-1e, para aeronaves com um peso de decolagem entre 3000 e 6000kg – a mesma classe em que o Rare Bear teria caído se tivesse sido pesado na época de sua tentativa de 1989. Sob estas novas condições, Will Whiteside captou o actual recorde do C-1e a 318 mph em Steadfast em 2012.
Voodoo, a aeronave que Steve usou para a tentativa de gravação, é um Mustang fortemente modificado – aqueles familiarizados com as Corridas Aéreas de Reno conhecerão a aeronave como o (anteriormente) corredor púrpura colorido de Bob Button. Tudo na aeronave é orientado para a velocidade – até mesmo a pintura, com o famoso esquema roxo perdido e tinta branca simples aplicada como medida de economia de peso na preparação para a tentativa de recorde. De acordo com um Mustang padrão, o Voodoo é alimentado por um Rolls-Royce Merlin – mas este não é um Merlin comum. Steve explica que foram feitas várias modificações importantes no motor para melhorar o desempenho, começando com a montagem dos bielas Allison. Esta é uma modificação comum para os Merlins de corrida, uma vez que nas configurações de alta pressão – também referidas como pressão múltipla e notadas em polegadas (“) de Mercúrio – utilizadas em motores de corrida, os bielas originais Merlin são susceptíveis de dobrar, levando frequentemente à detonação do motor e da biela acabando fora da caixa. Se comparasses directamente os componentes Allison e Merlin, verias que os bielas Allison têm consideravelmente mais material e estrutura do que eles, e assim suportarias muito melhor as tensões mais elevadas de um motor de corrida. Com ambos os motores partilhando o mesmo curso de 6”, as peças são quase uma troca directa, os bielas Allison encaixam no virabrequim Merlin com o uso de casquilhos adaptadores.
Uma das numerosas alterações feitas para ganhar mais pressão de colector é a montagem de um impulsor supercharger diferente. Substituindo o original é o componente de um V-1650-23 Packard Merlin, originalmente montado no P-82 Twin Mustang – apenas um punhado destes foi feito devido à produção limitada do P-82. A razão para a montagem das rodas do rotor -23 é que a tecnologia mais avançada da turbina foi incorporada no design das palhetas giratórias que, devido à sua maior eficiência, normalmente irá fornecer um aumento de cerca de 10″ de pressão do colector. Na outra extremidade do motor, foi instalada uma caixa de nariz de transporte de giro lento no lugar da original. Estas caixas de velocidades têm uma relação inferior ao item padrão, .420/1, em comparação com a relação de estoque de .479/1, dando uma RPM da hélice de 1428 no máximo de 3400RPM do motor – uma redução de 200RPM para a mesma velocidade do motor quando comparado com a caixa do nariz original. Esta modificação nega o aumento de RPM do motor encontrado num motor de corrida, que é necessário à medida que as pás se tornam menos eficientes à medida que as pontas se aproximam das velocidades supersónicas.
Um sistema adicional incorporado no Voodoo para obter ainda mais potência do Merlin é o ADI (injecção anti-detonante). Este sistema é montado no lugar do aftercooler normalmente encontrado em um Mustang, cuja perda ganhará mais um 5″ de pressão do colector devido à suavização do encaminhamento da entrada. O sistema ADI faz o trabalho de resfriamento do fluxo de entrada comprimido através da injeção de uma mistura 50/50 de água destilada e metanol na mistura combustível/ar à medida que sai do supercarregador, antes de entrar na câmara de combustão. Como um interessante aparte, Steve observa que olhando para a história do registro desde o Me 209 o capturou em 1939, cada aeronave para posteriormente melhor ter um deslocamento do motor de 34L (a capacidade do DB601 que alimentou o Me209) ou maior; Daryl Greenermayer no Bearcat, Conquest 1, alimentado por um R-2800 de 46L, Steve Hinton Sr em Red Baron, um Griffon-powered Mustang em 36.7L, e finalmente Lyle Shelton com o R-3350 powered Bearcat, Rare Bearcat, a 55L. Steve muses, “e aqui estamos nós com o Merlin a 1650 polegadas cúbicas (27L), é significativamente menos – o que eu achei muito interessante, pois mostra o quão difícil estamos rodando o equipamento para tentar atingir as velocidades.”
Of course, Muitas dessas modificações estavam presentes antes da preparação para a corrida de velocidade, com o Voodoo sendo um competidor de Reno há mais de duas décadas. No entanto, uma grande mudança feita puramente com a tentativa de recorde de velocidade em mente, foi um grande re-perfil da asa. Usando todo o poder do patrocinador principal, Aviation Partners, Inc, e o que Steve descreve como “a tecnologia mais revolucionária que já foi aplicada a um piloto”, a equipe foi capaz de usar a dinâmica do fluido computacional para modelar o novo perfil da asa, e o CNC usou os novos componentes. O novo perfil da asa é imediatamente reconhecível por qualquer pessoa familiarizada com Mustangs, especialmente quando as abas estão em baixo e a extensão total do trabalho é evidente. Outra peça de tecnologia de ponta adaptada para a corrida foi a telemetria ao vivo, permitindo que um segundo par de olhos monitorizasse os sistemas críticos do Mustang – sendo esses olhos Bernie Vasquez, um piloto de warbird extremamente experiente por direito próprio, e um dos actuais pilotos do Texas Flying Legends.
No ano passado a equipa teve Bernie qualificado na Escola de Pylon Racing Voodoo voador de Reno, a fim de obter uma visão sobre o desempenho da aeronave no ambiente de corrida, e para realmente se basear numa compreensão dos sistemas. Steve menciona que embora o sistema de telemetria seja muito útil, há um ligeiro atraso nos dados de telemetria, fazendo com que a aeronave volte para o chão. O que isto significa é que na maioria dos casos, Steve já viu um problema potencial surgir no cockpit e está a fazer a correcção tal como é solicitada por Bernie. Ainda assim, é útil ter esse nível de supervisão e impediu que algo passasse despercebido durante a tentativa de registo.
Indeed, o próprio layout do cockpit foi fundamental para assegurar que Steve estava a par de quaisquer problemas que surgissem durante os voos. Tendo construído um novo painel de instrumentos durante o verão, ele explica: “Ele está disposto especificamente para as corridas, com manômetros importantes como temperatura de indução, pressão e temperatura do óleo e temperatura do líquido refrigerante na frente e no centro. Todos os instrumentos de voo – altímetro, velocidade do ar, RPM e pressão do colector – estão em baixo”. Apesar das mudanças no painel, o cockpit em si não é um afastamento radical do padrão, com os acabamentos, engrenagens e abas a serem encontrados à esquerda e interruptores de matar à direita. Claro, com os sistemas extras no Voodoo há alguns botões extras de cada lado do painel de instrumentos para diferenciá-lo ainda mais de um Mustang de estoque, mas, “você subiria nele e pensaria, sim, que este é um P-51”. A equipa esperou pelas condições ideais para a tentativa recorde, sendo o desejo de realizar as corridas a uma temperatura tão quente quanto possível para aumentar a densidade da altitude. No dia da tentativa, a temperatura atingiu os 32°C, o que elevou a densidade da altitude para os 32°C. “A 91°F na rampa, você entra no avião sem respiradouros de ar, tubos de refrigeração abaixo das pernas, e o motor bem na sua frente… É 130-140°F (54-60°C) no cockpit, então está taxando dessa forma, e mentalmente você está tão concentrado que é… interessante!”
A estrutura modificada do Mustang vomitou seus próprios desafios únicos durante a fase preparatória, nos dias que antecederam a tentativa recorde em si. A vista do tapete de tartaruga do Voodoo é bastante limitada, então para realmente aprender as linhas necessárias para voar no curso, Steve levou a um Mustang padrão para estabelecer pontos de referência nos quais ele mais tarde confiaria durante a tentativa de gravação – “você pode sair por uma hora, duas horas, andando por aí e não machucando nada; claro que você só vai a 250mph, mas você consegue os pontos de referência”. Assim como o Mustang, Steve também voou (notavelmente) em um Tigercat – uma conversão do tipo bastante incomum – com Stu Dawson na parte de trás do exemplo de controle duplo de Joe Clarke. Quando se tratou de voar Voodoo à volta do percurso, a vista do convés das tartarugas foi tão prejudicada que foi necessário voar o percurso a uma potência conservadora de 60″ para obter a imagem do local, antes de começar realmente com os treinos de maior velocidade.
O primeiro treino à velocidade foi para cobrir apenas 40% da distância total da tentativa, compreendendo o mergulho, primeiro passo e inversão de marcha, depois a retirada do percurso após o segundo passo. Para além de permitir ao Steve praticar o percurso à velocidade máxima, a equipa quis também usá-lo como referência para calcular exactamente quanto de cada fluido seria necessário para a corrida completa. Com o tanque ADI com apenas 42 galões, Steve teria que ser um pouco frugal com ele – se ele usasse a mesma configuração que em Reno, ele correria para fora. O tanque de água da barra de pulverização tem uma capacidade de 104 galões, o que seria suficiente para a tentativa. Isto deixou o combustível, que Steve antecipou ser o menos preocupante do trio, com uma capacidade de 147 galões.
A seguir a primeira prática a equipa notou uma mancha de escape particularmente escura, no entanto na inspecção inicial o motor parecia estar de boa saúde. Só depois de drenarem o tanque de combustível na manhã seguinte é que encontraram apenas 55 galões de combustível restantes – o Merlin, rico em funcionamento, tinha consumido cerca de 57 galões de combustível, o que, Steve menciona, é mais do que um R4360 teria sido esperado, a título de comparação. Ao correr os números, eles perceberam que se o curso completo tivesse sido percorrido, Steve teria apenas oito galões restantes após o pouso. Isto foi bastante alarmante e exigiu a montagem de um novo carburador. Para contextualizar ainda mais, com o novo (e correcto carburador), foram utilizados 54 galões de combustível para a tentativa de distância total.
Outra das coisas chave que a prática ajudou a provar foi o perfil de mergulho – um ponto um tanto controverso, principalmente devido à formulação ambígua das regras da Federation Aeronautique Internationale (FAI), as quais afirmam que uma vez iniciada a performance de voo, não se pode exceder 500m (1640ft). “Isso em si é uma área muito cinzenta – o desempenho de voo inclui a descolagem? Eu liguei e fiz essa pergunta”. A resposta foi que começa a primeira vez que a aeronave cruza o portão de entrada no percurso, embora Steve esclareça: “Essa regra não mudou; as pessoas discutem sobre isso, mas através do livro de regras da Associação Aeronáutica Nacional tem sido consistente – ninguém tirou vantagem disso”. Para a tentativa de prática, o run-in foi introduzido a partir de 3000ft AGL (acima do nível do solo), o que deu um primeiro passe de 540mph. Tentativas posteriores usariam mais altura para contornar a velocidade inicial ainda mais alta.
Ao voar as tentativas de recorde, há um rigoroso limite de altitude de 1500ft imposto durante as reviravoltas e mesmo aqui, as velocidades que a aeronave atingiu criaram problemas imprevistos. A prática de correr descobriu que os instrumentos no sistema estático (indicador de velocidade do ar, altímetro e indicador de velocidade vertical) começariam a ler erraticamente à medida que Steve subia nas curvas. Passando por 1300 pés, o altímetro começaria a oscilar 400-500 pés em qualquer direção, o que, com a tampa dura a 1500 pés, não era o ideal, especialmente para algo tão crítico para o sucesso da tentativa. Uma idéia de usar aviões spotter circulando a 1500ft foi apresentada, mas dadas as condições um pouco confusas no dia da tentativa (devido aos incêndios florestais locais, a visibilidade estava entre 5 a 6 milhas) Steve errou ao lado da cautela. Ao explicar a decisão, é claro que foi conduzido pela segurança – “Eu não queria entrar num cenário em que não conseguia encontrá-los, e estar mais preocupado em tentar encontrar tráfego do que em focar nos instrumentos”. Claro que isso levaria a sacrificar alguma performance, limitando a altura nas curvas a 1300 pés (ou por aí!), dando um mergulho um pouco mais raso de volta ao percurso do que se esperava originalmente.
Com as corridas de reconhecimento e prática concluídas, a equipa podia pensar em ir atrás do recorde a sério. Assim como o próprio percurso definido, Steve tinha um procedimento de subida e entrada prescrito a seguir. Disparando de uma lista de configurações de potência e pontos de passagem, ele explica que na decolagem, as configurações padrão de potência Mustang de 60″/3000RPM seriam usadas, antes de se assentar em uma curva à direita – puramente para alinhar com uma estrada próxima, a ser utilizada caso o motor falhe na subida. Satisfeito com o desempenho do motor e a velocidade de subida, Steve entraria numa curva de subida à esquerda, trazendo-o para baixo do aeródromo antes de aumentar a potência até 80″/3400RPM. Entrando na curva de volta para o percurso, e no pico de altitude de 6000 pés AGL, a potência seria aumentada para 100″, e, uma vez alinhado no portão de entrada, o acelerador seria aplicado a todo o vapor, abrindo o Merlin até um monstruoso 111″, que aumentou ainda mais para cerca de 120″ à medida que a altitude sangrava.
Para colocar esses números um pouco em perspectiva, Steve também detalhou as configurações de potência que são comumente usadas em Mustangs de stock durante uma corrida em Reno. Para a primeira meia volta ou assim, após o lançamento da aeronave, seria usada a potência de decolagem – que é 60″/3000 – antes de puxar de volta para o ajuste de potência METO (Máximo, exceto para a decolagem), que, em um Mustang padrão é 46″/2700RPM. Mesmo assim, a aeronave não arrefecerá muito bem, pelo que a instalação de uma barra de pulverização de água (para arrefecer o radiador) é comum. Uma redução adicional de potência para 42″/2400RPM pode também estar nas cartas à medida que a corrida se desenvolve, embora, Steve ri-se; “Alguns tipos vão correr 60 polegadas para uma corrida inteira, mas isso é tipo, para quê?”! Mesmo em 60″, é improvável que um Mustang de ações pegasse os tipos mais poderosos que normalmente ocupam a fenda entre os tipos mais lentos como o Mustangs de ações e os escalões mais altos da classe Unlimited, como Sea Furies e Tigercats.
Airborne e apontou para a pista cerca de 10 milhas fora, com o Merlin do Voodoo gritando a 111″ e 3400RPM, Steve então teve a pequena tarefa de realmente acertar o portão de entrada. “Você está tentando acertar este selo postal na sua velocidade máxima… é tudo geometria… você acerta o portão de entrada a 100ft AGL e depois mantém isso através dos relógios de tempo”. Os relógios de cronometragem estão, como você deve ter adivinhado, a 3 km de distância, então na velocidade de pico a secção cronometrada do percurso iria piscar em pouco mais de 12 segundos. A partir daí, Steve entraria numa curva enorme para o trazer de volta à pista mas, ao puxar apenas 2,5G (para evitar sangramento a velocidades mais elevadas) aos tipos de velocidades que o Voodoo estava a atingir, os balões de raio de viragem atingiram cerca de 12000 pés. O percurso em si era enorme, com a curva a levá-lo a sete milhas da pista.
Na primeira tentativa, Tendo subido à altura e com o portão de entrada à vista, Steve começou a aumentar a energia. Tudo parecia estar a correr bem. 111″ a pressão do colector foi atingida e os instrumentos do motor estavam todos bons, no entanto, logo correu muito mal, muito rapidamente. Steve recorda; “A energia esteve ligada durante cerca de dez segundos… todos os Ts&Ps estavam OK”. Então, de repente, “havia um VWOOOP….BOOM! Saíram muitos detritos das pilhas de escape, fumo branco, esse tipo de coisas, então, muito rapidamente, eu coloquei o avião para ganhar mais altitude, e acabei a cerca de 7000 pés”. Declarando uma emergência, Steve começou a puxar a energia para trás e desligando os sistemas adicionais. Misericordiosamente, na potência de cruzeiro (36″/2300RPM) o motor começou a funcionar um pouco suavemente. Quando nesta situação, comparando o Rancho com o Reno Stead, Steve observa que há uma óbvia desvantagem para o Rancho. “A pista tem 75 pés de largura – é muito estreita, e é numa direcção. Reno é bonito porque as pistas são tão grandes, e há três delas, então de qualquer lugar do percurso você pode pousar”
Após voltar com segurança ao solo, uma verificação de compressão expôs que o banco B tinha falhado – ou mais precisamente, um assento de válvula – causando um contra-ataque. Voando de volta para os construtores do motor, Vintage V12, o banco foi reparado em um dia e meio, com cinco válvulas dobradas encontradas no processo. Steve sorri, “foi simplesmente atroz!” Depois de ter remontado o banco recém revisado, Steve voou algumas horas em Voodoo puramente para o acampar, antes de subir para a altitude e levar o motor até 100″ puramente para verificar se ele consumiria a energia. O Voodoo estava de volta ao jogo, por isso Steve levou-o para o cockpit mais uma vez para a tentativa.
A primeira passagem foi 554.69mph, uma velocidade verdadeiramente fenomenal. Recitando o número, Steve grins – como você não poderia? “apenas fumar” – não literalmente fumar, bem, pelo menos ainda não, apenas haulin’ ass!”. O segundo passe chegou a 527.34mph, e com isso um relatório de hemorragia de óleo do avião, o seu Merlin já começava a vacilar. Passando pelos relógios uma terceira vez, houve um ligeiro aumento de velocidade para 528,48mph. Isto foi bom – talvez o motor possa durar afinal de contas? Talvez não. Steve se lembra: “Entrando na quarta passagem, logo fora dos portões, a pressão do óleo caiu de 120lbs/sq in para 70lbs/sq in. Em Reno, se você visse algo assim, você declararia um dia de maio”. Isto deixou Steve com uma decisão muito difícil de tomar, e tomar rapidamente. Tendo voado apenas três passes, abandonar a corrida agora desqualificaria toda a tentativa. Ele precisava daquele último passe.
“Em vez de sair sete milhas e sair do aeroporto – que é um santuário, a única coisa boa – eu decidi que iria dar a volta em três milhas. Eu puxei 4,5g numa curva à esquerda para voltar ao aeroporto, e ele viveu o tempo suficiente para passar e pelo menos conseguir um tempo”. A última passagem foi de 515,62mph, o motor em mau estado mostrava claramente que estava à saída. “Eu imediatamente puxei para o vento, voltando à força e o motor começou a perder a vontade de viver – tremendo, roncando, correndo muito mal. Comecei a mover o acelerador para ver se havia alguma potência e você ia com a metade da potência e o RPM subia até 3000 – estava ficando louco!”. Mais uma vez, Steve comprou Voodoo para uma aterrissagem de emergência, o problemático banco B a causa – quase todo o óleo tinha sido jogado ao mar, deixando apenas quatro galões no tanque fora dos 11 originais. O voo tinha durado 17 minutos e 18 segundos, com o Merlin agora expirado a todo o vapor durante oito minutos e 52 segundos; mas se tivesse sido suficiente para captar o recorde?
Os quatro passes tinham em média 531,53mph, esmagando o recorde existente de 318mph por bem mais de 200mph. Havia, no entanto, uma captura. O objetivo da equipe tinha sido quebrar o recorde equivalente de Shelton aposentado. Para bater oficialmente qualquer recorde, ele tem que ser batido por pelo menos 1% – daí a velocidade alvo ser de 534mph, 1% acima das 528mph de Shelton. É um assunto complicado de abordar, mas Steve, sempre o desportista, aborda-o com franqueza. “É uma pena que o recorde tenha sido retirado. Os recordes são para ser quebrados. Quando os discos estão aposentados, eles são essencialmente inatingíveis, e nosso objetivo era quebrar o recorde dele. É uma pegada 22 – se quebrássemos seu recorde, todos teriam dito, bem, não conta como seu recorde está aposentado, e não quebramos seu recorde pelo 1% prescrito, o que não importa porque não é atingível de qualquer forma… É um cenário de perda de recordes”. Ainda assim, isso não é para bater o que a equipa conseguiu. Quinhentos e trinta e um quilômetros por hora – é uma velocidade tremenda, e certamente suficiente para manter o proprietário, Bob Button animado, assim como Joe Clarke da Aviation Partners, Inc., então há esperanças de ter outra tentativa no próximo ano, e colocar a barra ainda mais alta.
Refletindo sobre as provações e tribulações da tentativa recorde, e tirando uma conclusão o mais firme possível sobre os esforços da equipe para entrar nos livros de história, Steve aponta, com toda a razão, a realidade da situação. “O fato é que é o avião a pistão mais rápido de sempre a 531mph. Não se pode discutir com ele. 531 é maior do que 528.”
Com muitos agradecimentos ao Steve Hinton e a toda a equipa Voodoo por facilitarem esta entrevista durante uma semana Reno muito ocupada, também a Scott Germain e Jarrod Ulrich pela sua abrangente cobertura de alambiques. Crédito à Pursuit Aviation pela sua deslumbrante cinematografia aérea, proporcionada pelo seu sistema de câmaras de última geração desenvolvido em parceria com a SHOTOVER, montando o inovador sistema de câmaras F1 estabilizadas por giroscópio de 6 eixos num T-33, permitindo a captura de imagens totalmente estabilizadas a mais de 350 nós e sob carga pesada de G.