Wielen die 1.609 km/u aankunnen

Wielen. Ze zijn rond, ze draaien. Zo simpel is het toch, niet dan? Nee, niet als ze op de Bloodhound zitten. TopGear bezoekt een Duitse fabriek waar wieltechnologie naar nieuwe hoogten wordt gestuwd.

Als het offer van een druïde in de Middeleeuwen legt de smid op plechtige wijze een blok van 250 kilo metaal bovenop het withete aambeeld. Een andere smid, zijn ogen toeknijpend tegen de vlammen, laat de pers neerkomen waardoor de bijna gesmolten cilinder van puur aluminium in de vorm van een bierfust wordt geperst. Behendig grijpt de eerste smid het fust tussen een paar enorme voorarmen, draait het 90 graden waarna de pers opnieuw naar beneden buldert, waardoor het metaal nog eens wordt platgeslagen. Ze gaan maar door met dat proces, deze twee mannen, loerend door de stoom en de rook, de een draaiend, de ander persend totdat een halfuur later het metaal is gevormd tot een perfecte schijf, een meter breed en slechts 15 centimeter hoog.

Het doet allemaal nogal Victoriaans aan. Oké, de pers van de smid is een 3.600-ton zwaar hydraulisch monster, en zijn armspieren gebruikt hij in feite alleen om de voorkant van een verdraaid handig vorkheftruckachtig apparaat te bedienen, maar toch is dit handwerk – alhoewel zeer vakkundig uitgevoerd handwerk – zonder een geleide precisielaser of een microprocessor in zicht.

Dit is hoe ‘s werelds snelste, meest technologisch geavanceerde set wielen wordt gemaakt. De wielen zijn voor de Bloodhound waarmee Richard Noble een snelheidsrecord op het land wil breken, een auto die, als alles goed gaat, ongeveer 1.609 km/u (1.000 mijl per uur) zou moeten rijden. Met achter het stuur overste-vliegenier Andy Green, op de Hakskeen-moddervlakte in noordelijk Zuid-Afrika. Dit zijn wielen die krachten moeten kunnen doorstaan die extremer zijn dan waar een wiel ooit mee in aanraking is gekomen.

‘Deze auto is een kruising tussen een gevechtsvliegtuig, een Formule 1-auto, een ruimteschip, een boot en een raket’, legt Conor La Grue uit. Hij is een voormalig Royal Navy-wapentechneut en nu Bloodhounds hoofdingenieur. ‘En als je het per los onderdeel bekijkt, dan is het wiel van de Bloodhound het ingewikkeldste onderdeel van het geheel. Dit is het meest geavanceerde wiel ter wereld.’

Wacht even, vraagt TopGear ietwat naïef. Is een wiel niet gewoon een wiel? Maak het rond, maak het stevig, en klaar is Kees, toch? Helaas niet, zegt Conor: ‘Ieder al bestaand wiel zou onmiddellijk verwoest worden door de uitzinnige krachten die vrijkomen als je ruim 1.600 km/u gaat rijden. Zodra je harder gaat dan 1.000 km/u zullen de wielen van de Bloodhound 10.200 keer per minuut ronddraaien: 170 omwentelingen per seconde, ruim vier keer meer dan de wielen van Formule 1-auto’s ooit ronddraaien. Dat betekent dat er onvoorstelbaar grote centrifugale krachten beginnen te trekken aan de buitenkant van de wielen waardoor de randen bloot komen te staan, zoiets als aan 50.000 keer de zwaartekracht.’

‘Als je een stuk touw zou nemen van een meter, en aan het ene uiteinde een pak suiker van een kilo zou binden, en het dan 10.000 keer per minuut rond gaat zwaaien,’ vertelt Andy Green, ‘zou dat pak suiker een kracht gaan uitoefenen van het equivalent van 50 ton. Meer dan een volgeladen vrachtwagen met oplegger. Dat is me nogal wat. En we hebben het dus niet over één pak suiker. We hebben het over 100 pakken suiker – althans over het gewicht daarvan, want dat is wat het wiel straks zal wegen: 100 kilo. De krachten zijn werkelijk fenomenaal.’ Een normaal wiel zou zijn vorm verliezen, of in stukken uiteenspatten.

Dat laatste zou slecht nieuws zijn als je net probeert het wereldsnelheidsrecord op land te verbeteren. Een gebroken wiel zou de Bloodhound niet alleen op dodelijke wijze onbestuurbaar maken, maar de fragmenten zouden direct transformeren tot ballistische raketten. ‘Bij 1.609 km/u heeft een kwart van het wiel een energie die het equivalent is van 300 ton’, zegt Conor. ‘Als er iets loskomt, schiet het dwars door onze monocoque heen, dwars door de motor, en door de hele auto heen. Dus ook dwars door Andy.’

'Bij 1.609 km/u worden zelfs de kleinste steentjes in de woestijn gevaarlijke kogels'

Dus moeten de wielen van de Bloodhound van een fenomenale en voorheen ongeziene sterkte zijn. Dat verklaart het industriële smidsproces dat we zojuist hebben aanschouwd. Zou het, zo vragen we, niet beter zijn om het gesmolten metaal in een, eh, wielvormige mal te gieten? Conor schudt met zijn hoofd. Dat proces – bekend als ‘gieten’ – is sneller, goedkoper, efficiënter en heel geschikt voor normale wielen: je weet wel, het soort wielen dat in staat is 500 tot 700 km/u te rijden. Maar de microscopisch kleine breukjes die optreden als gegoten wielen afkoelen, zouden fatale, zwakke punten worden als ze krachten moeten weerstaan die optreden bij 1.600 km/u. Gedurende het smeden, echter, volgt de ‘nerf’ van het metaal de vorm van het wiel, wat betekent dat – op een moleculair niveau – een veel sterker, meer uniforme structuur ontstaat.

Vooral als het geheel gesmeed wordt door Fuchs, het bedrijf dat vooral bekend is van de prachtige wielen die ze maakten voor de oude Porsche 911’s. Ook maakt het tienduizenden hoogwaardige velgen per jaar, en daarnaast fabriceert en smeedt Fuchs de beste ruimtevaartonderdelen ter wereld, waaronder de turbineschoepen voor straalmotoren – die komen qua smeedtechniek nog het meest in de buurt van de Bloodhound-wielen.

Het Bloodhound-wiel doet een straaljager in een vergelijking enigszins verbleken. Het start allemaal met vele tonnen puur aluminium die over de Autobahn naar de fabrieken van Fuchs worden gebracht, ergens in het Rijnland. Gesmolten, achterin een tankwagen. Je moet er niet aan denken wat er zou gebeuren bij een aanrijding: dat zou een pastorale remake van The Terminator opleveren. Als het vloeibare metaal veilig is ontvangen, verhit Fuchs het tot 700° Celsius voordat er elementen worden toegevoegd die de legering uiteindelijk supersterk moeten maken. Het metaal dat dan is ontstaan, heeft als codenaam 70-37. Het is een doorontwikkeling van legeringen die in de ruimtevaart worden gebruikt, maar stugger: dit is – om precies te zijn – het hardste aluminium dat ooit heeft bestaan.

Eenmaal afgekoeld, wordt deze Popeye-achtige legering gesneden in enorme cilinders – van 1,2 meter bij 0,6 meter, en die worden in de oven gelegd op een lekkere 400° Celsius, totdat ze zo kneedbaar zijn als brooddeeg.

Dan worden ze onderworpen aan het hele proces waarvan we zojuist getuige zijn geweest. Het metaal wordt zo heet dat de kaas, zoals de schijf nu wordt genoemd, een hele dag moet afkoelen voordat er weer iets mee kan worden gedaan. Gedurende de komende dagen zal Fuchs 18 kazen voor de Bloodhound smeden, genoeg voor twee hele sets, een paar reservewielen en een paar wielen in geval van je weet maar nooit.

Oh ja, er is meer. Na het smeden worden de kazen in een hittebehandeling en via een koud kompres onder 20.000 ton gewicht gelegd. Dan worden ze op een kunstmatige manier verouderd, bevroren, door de machine gehaald en ultrasonisch geïnspecteerd. ‘Het is een proces van laag op laag op laag. Als de Bloodhound een ui zou zijn, zou ie een doorsnee hebben van 800 kilometer en een eigen maan hebben’, zegt Conor. Aha.

Er zijn goede redenen voor deze vlijt: bij 1.609 km/u worden zelfs de kleinste steentjes in de woestijn gevaarlijke kogels. Hoewel vrijwilligers zo’n 6.000 ton stenen van de Hakskeen-vlakte hebben verwijderd, wordt de oppervlakte daar nog altijd bedekt door gravel, dat gevolgen kan hebben voor de wielen van de Bloodhound, zeker bij supersonische snelheden. Om uit te vinden tot wat voor schade dat zou kunnen leiden tijdens de recordpoging, heeft het Bloodhound-team een paar zakken materiaal van de toplaag van de Hakskeenvlakte laten overkomen naar Engeland, en vuurde die in een laboratorium af op de wielen. ‘We hebben vervolgens met microscopen bekeken wat er was gebeurd, maar we hebben zelfs niet het allerkleinste scheurtje kunnen ontdekken’, zegt Conor.

Dat zal, zo nemen we aan, een opluchting zijn voor Green. Toch zullen er meer tests volgen voordat deze wielen op de Bloodhound kunnen worden gemonteerd. Het team moet een testwiel laten draaien met 10.000 tpm, om te checken of het niet vervormt, explodeert of de mensheid naar een parallelle dimensie katapulteert. Dat zorgt nog voor een paar hoofdbrekens. Ten eerste moet er een testfaciliteit worden gevonden die in staat is om de wielen te laten roteren alsof ze 1.600 km/u gaan, en ten tweede moet de eigenaar daarvan ervan worden overtuigd dat dit een goed idee is. ‘Als het echt misloopt, vernietigen we zo’n testfaciliteit’, grinnikt Conor. En het hele gebied eromheen, zo vermoeden we.

Voor het zo ver is, moeten de kazen door de machine om er wielen van te maken. Om dat te bereiken moeten ze worden vervoerd naar de Castle Precision-fabriek in Glasgow, waar ze tot op de micrometer zullen worden gesneden en gepolijst. Het programma van de Bloodhound is zo krap dat de eerste kaas – een dag eerder gesmolten en gesmeed, nu in de compressiemachine en daarna op weg naar een houten pallet – vanavond al in het verre Schotland moet zijn.

Maar wat voor soort koeriersbusje kan een 220-kilo zwaar stuk metaal naar de andere kant van Europa brengen in een recordtijd? Nou, dit koeriersbusje…

Ontmoet de bestuurder

In 1997 haalde overste-vliegenier Andy Green 1.228 km/u in de Thrust SSC. Nu wacht hem de taak om de Bloodhound boven de 1.600 km/u te jagen. We laten de snelheidsduivel aan het woord.

In 1997 haalden we – in afgeronde getallen – 25 km/u boven de snelheid van het geluid. Dat was dus net supersonisch. Nu willen we dik 400 km/u daarbovenuit komen, dus supersonisch plus 400. Dat is ongeveer 1.600 km/u. Dat is nogal een verschil: vijftien keer zoveel.

De uitdaging zit ‘m erin dat de wielen zo veel sneller zullen moeten ronddraaien dan voorheen, dan ooit. Als we 35 tot 40 procent sneller zullen gaan dan de Thrust SSC ging, heb je te maken met machtsverheffen, dus dan worden de wielen twee keer zo zwaar belast. We denken dat 1.600 km/u zo’n beetje de grens is van wat de huidige technologie toelaat.

Kan je een wiel bouwen dat 2.500 km/u zou kunnen rijden? Niet voor zover wij weten. Kan je een wiel bouwen dat 1.500 km/u aankan? Ja, makkie. 1.600 km/u? Nou, misschien.

1.600 km/u zal een stuk sneller aanvoelen dan 1.228 km/u. Van 0 naar 100 in vier seconden staat voor 25 km/u per seconde. De Bloodhound zal accelereren met 2 g. Dat is 65 km/u per seconde. Deze auto zal meer g’s te verduren krijgen, en gedurende een langere tijdspanne dan enig andere auto ooit heeft meegemaakt.

Het afremmen zal al met evenveel of zelfs meer geweld gebeuren. De auto zal met 3 g afremmen, wat betekent dat we 110 km/u per seconde zullen verminderen in vaart. Dat is het equivalent van 110 km/u gaan en dan tot stilstand komen in een seconde. Dat is wat de meeste mensen zouden omschrijven als een behoorlijke crash.

Ik zal 1,6 km rijden per 3,6 seconden, dus een kilometer in 2,2 seconden. Dat zal angstaanjagend snel zijn. Ik moet echt exact bepalen waar ik moet remmen na de gemeten mijl, omdat ik daarna maar tien kilometer heb om af te remmen. Dat klinkt als een flink stuk, maar als ik twee seconden te laat rem, ben ik al bijna een kilometer van mijn remafstand kwijt.

Zelfs als we 1.600 km/u halen, betekent dat dat we sneller zullen zijn dan enig bestaand vliegtuig dat niet op grote hoogte vliegt – een record. We zullen dan een auto hebben gebouwd die sneller is dan enig modern verkeersvliegtuig, en daarmee de natuurlijke orde van dingen op onze wereld hebben hersteld na 100 jaar absentie.

Op de uitgedroogde modder van Hakskeen hebben we ongeveer half zoveel grip als op Bonneville. We rijden op iets dat meer lijkt op sneeuw en ijs. Met aluminium wielen. 500 km/u is de snelheid waar ik de straalmotoren op hun maximum zet, en dan is het met volle kracht vooruit. De laterale grip vermindert dan, en we hebben nog maar een tiende van onze aerodynamische grip. De auto is dan op z’n onstabielst, en we gebruiken het meeste vermogen. Zal ie dan ook onstabiel aanvoelen? Waarschijnlijk wel.

Eigenlijk kun je dat niet trainen, omdat we gewoonweg niet weten hoe de auto zich dan zal gaan gedragen. Het bouwen van een simulator zou net zo duur zijn als het was om de auto zelf te bouwen. Maar ik heb de beste voorbereiding ter wereld gehad: ik heb een loopbaan als straaljagerpiloot achter de rug. Dit is een mix van autoracen en ruimtevaart. Het gaat erom dat je voor 90 procent weet wat je kan verwachten, en voor de overige 10 procent heel snel kunt reageren.

Nergens anders wordt een soortgelijke auto gebouwd, zodat we al onze technologie nadien kunnen delen. We doen een hoop slimme, vooruitstrevende dingen, en aangezien niemand anders met een auto zoals die van ons komt, delen we alles wat we weten. We hebben dus een zogeheten open-source project.

Er bestaan op dit moment drie auto’s die het record van de Thrust SSC zouden kunnen breken. Maar halen zij ook de 1.609 km/u? Waarschijnlijk niet. 1.500? Wellicht. Ik zou ze het graag zien doen.

Dat zou dit hele gedoe nog veel opwindender maken. Het zou zoveel leuker zijn om als Engelsen het record te kunnen afpakken van de Amerikanen of de Australiërs. Want ik weet zeker dat de Bloodhound uiteindelijk de snelste zal blijken te zijn. Waarom ik dat denk?

Omdat onze wielen sneller kunnen. En onze aerodynamica is beter, en onze vermogensoverbrenging ook. Maar het zit ‘m toch vooral in die wielen. Ja. Wij zijn sneller.