Qual montadora não gostaria de vencer as 24 horas de Le Mans? Aparentemente para as japonesas isso é uma questão de honra para suas engenharias de competição, mas até hoje a única que obteve sucesso foi a Mazda, com o incrível 787B em 1991. Toyota (que já bateu na trave diversas vezes, a mais dramática agora em 2016), Nissan (que obteve um terceiro lugar em 1997) e Honda também já buscaram por vitórias no passado e no presente.

Após anos fornecendo motores para a categoria LMP2, finalmente o pessoal da Nissan resolveu que era hora de voltar a disputa por uma vitória geral na categoria. Quando o programa da companhia foi anunciado ainda em 2014, já era claro que o carro fugiria do convencional. Com duas experiências competindo na vaga destinada a Garagem 56 (DeltaWing em 2012 e ZEOD RC em 2014), e com o projeto sob a direção do mesmo Ben Bowlby, era certo que a abordagem seria não ortodoxa.

Durante o desenvolvimento muito se especulou sobre como seria a construção, e o primeiro a acertar que o protótipo da Nissan teria o motor posicionado na dianteira foi o site Mulsanne’s Corner, o que foi confirmado quando os primeiro flagras foram divulgados pelo Jalopnik em janeiro de 2015.

Seria então, a primeira vez que um protótipo de motor dianteiro seria visto em provas internacionais desde o Panoz LMP07 em 2003. Nessa época também começaram a surgir boatos de que, mais do que motor, também a tração seria dianteira, o que levou a todo o tipo de especulação sobre a real competitividade do carro, ou até mesmo sua capacidade de contornar as curvas (situação parecida ocorreu quando o DeltaWing foi apresentado pela primeira vez). O lançamento ocorreu da forma mais impressionante possível: com um comercial no horário mais nobre da televisão americana, durante o intervalo do Superbowl. Numa jogada de marketing ousada, a Nissan liberou uma quantidade impressionante de informações técnicas sobre o carro, que foi chamado Nissan GT-R LM Nismo para capitanear marketing para o superesportivo da marca, o Nissan GT-R.

Conceito e desenvolvimento

Segundo o então diretor de automobilismo da Nissan, Darren Cox, quando a luz verde foi dada para o projeto para participação no WEC,  a única instrução dada foi: “Não façam uma cópia dos Audi”, o que fazia sentido já que o orçamento do programa da Nissan seria bem mais modesto que o de Audi, Porsche e Toyota. Se os japoneses quisessem ter alguma chance, teriam que tentar algo novo. E o projeto foi inovador em várias áreas, desde aerodinâmica até powertrain, como veremos na análise abaixo:

Parte 1 – Aerodinâmica

Segundo Ben Bowlby, a mente por trás do GT-R LM, os regulamentos das competições automobilísticas tem sempre buscado reduzir a velocidade dos bólidos, principalmente através da redução da carga aerodinâmica. Primeiro foi proibido (até certo ponto) o uso de efeito solo, e depois as asas traseiras foram sendo cada vez mais limitadas, seja na largura, seja na eficiência.

Ao mesmo tempo, em 2014 a ACO liberou o uso de aerofólios ajustáveis na dianteira, com muito menos regulamentações e limitações. Para Bowlby, isso se mostrou uma oportunidade interessante, pois seria possível gerar mais downforce na dianteira com menos arrasto aerodinâmico, o que seria uma vantagem competitiva considerável em Le Mans, principalmente com as regras que limitam a quantidade de combustível que pode ser utilizada para completar a prova (quanto menor a resistência aerodinâmica, maiores as velocidades que podem ser atingidas e menor o consumo de combustível). Abaixo o diretor global de automobilismo da Nissan, Darren Cox, dá mais detalhes sobre como a aerodinâmica do GT-R funciona:

Contudo, na engenharia não existe solução sem compromissos, e com mais downforce na frente o balanço aerodinâmico seria deslocado para a dianteira, e o carro só seria equilibrado com um balanço de peso similar ou seja, com mais peso apoiado sobre o eixo da frente.

Para isso, o time da Nissan veio com a proposta de posicionar o motor em posição central-dianteira, porém assim nasceu outro problema, pois hoje uma parte considerável do downforce de um carro de corridas é gerado pelo assoalho, que é preenchido por dutos e difusores capazes de aumentar a velocidade do ar naquela região e criar mais pressão aerodinâmica. No caso de motor dianteiro, para tracionar as rodas traseiras seria necessário a utilização de um eixo cardã, que além de dificultar o projeto dos dutos também criaria mais arrasto aerodinâmico, reduzindo boa parte dos ganhos que poderiam ser obtidos com a asa dianteira. A saída então foi adotar não só o motor na dianteira, como também a tração, que resultou em uma configuração que a décadas não era vista em um carro de corridas de ponta. Se olharmos até entre os carros de rua, são raros os automóveis com potência acima de 300 cv que são FWD (Front Wheel Drive, ou de tração dianteira), quanto mais os cerca de 600 cv que o motor de combustão interna de um LMP1 consegue gerar. Isso, obviamente, não é sem motivo, a citar:

• O primeiro motivo você já deve ter presenciado: quando um automóvel é acelerado, normalmente percebemos a frente do carro “empinando”, e quando freamos sentimos a frente “afundar”. Isso ocorre porque, quando variamos a velocidade, o carro tende a resistir a essa variação por causa de sua massa (inércia). Se as rodas fossem presas de forma rígida a carroceria, sentiríamos muito pouco esse efeito, porém precisamos de molas e amortecedores para filtrar as irregularidades do piso. Assim, quando aceleramos, inicialmente a carroceria resiste ao movimento e o efeito é como se a massa do carro se “deslocasse” para a traseira.
  

  

   

  Por essa razão, carros mais potentes costumam ser RWD (Rear Wheel Drive, ou tração traseira), pois durante a aceleração esse “deslocamento” de massa aumenta a força aplicada sobre as rodas traseiras, o que por sua vez aumenta a tração disponível (lembrando das aulas de física do segundo grau, a força de atrito é o resultado da multiplicação do coeficiente de atrito pela força normal, e a força normal tem o mesmo módulo da força que é aplicada sobre o corpo), o que por sua vez faz com que o grip disponível durante a aceleração seja maior, reduzindo o risco de as rodas patinarem.

• O segundo motivo é um pouco mais difícil de ser percebido, e para entende-lo é importante saber que todo pneu tem um limite de grip que ele pode exercer antes de passar a deslizar sobre a pista. Quando viramos o volante, as rodas dianteiras passam exercer uma força lateral ao nosso deslocamento do carro e essa força é o que promove a mudança de trajetória. Num carro FWD, o grip máximo disponível para o pneu não muda, e por ter as funções de propulsão e esterço no mesmo lugar o pneu acaba se dividindo entre as duas funções, o que pode induzir ao subesterço (saída de frente) nas saídas de curva, ou seja, o carro deixa de seguir a trajetória comandada e passa a “abrir” mais a curva do que o desejado pelo condutor. Além disso, num sistema RWD a traseira pode ser induzida a derrapar, criando uma força adicional capaz de melhorar a habilidade do carro de contornar as curvas.

  Num carro de rua essas características dos sistemas FWD são aceitáveis e são contrabalanceadas pelas vantagens (maior simplicidade resultando em um conjunto mais compacto e com menores perdas mecânicas, além de um comportamento dinâmico mais simples de se lidar para motoristas menos experientes), porém nas corridas essas características podem representar uma perda considerável de tempo nas acelerações e contornos de curvas.

  

Apesar dessas observações serem verdadeiras para virtualmente qualquer carro de rua, em carros de corrida é possível utilizar a aerodinâmica para tentar corrigir esse tipo de comportamento, como esse Scion tC de cerca de 700 hp que tem o recorde para carros FWD em Willow Springs com um tempo de 1m22s623 (como comparação, o recorde do Porsche 918 nessa pista é de 1m23s540).

No caso do Nissan, downforce dianteiro não era problema, e essa característica ainda permitiu um bônus aerodinâmico que é o sonho de qualquer projetista: Pelo balanço do carro ser todo deslocado para a dianteira, foi possível adotar pneus mais finos na traseira (na dianteira os pneus tem 14” de largura e são calçados em rodas de 18”, enquanto na traseira eles tem apenas 9”, com rodas de 16”), o que liberou espaço para um difusor mais largo e elaborado que o de seus concorrentes de motor central, resultando em um ganho ainda maior de downforce total. Os pneus foram desenvolvidos especialmente para a Nissan pela Michelin, e abaixo podemos ver mais detalhes sobre sua construção:

No vídeo abaixo, criado como parte da campanha de marketing da Nissan, vemos o próprio Ben Bowlby explicando o por quê do GT-R LM ter tração dianteira:

https://www.youtube.com/watch?v=Gq8I0_wygpI

Parte 2 – Powertrain

Se a aerodinâmica o GT-R LM é totalmente inusitada, seu powertrain também tem sua pitada de inovação. O motor a combustão é uma unidade bem convencional, chamado VR30A é uma unidade 3 litros, V6 e biturbo, gerando de 550 HP. Encarroçar esse motor foi um desafio para a Nissan, pois para que a aerodinâmica dianteira funcionasse a unidade deveria ocupar o menor espaço possível.

Isso resultou num conjunto bem compacto e numa montagem curiosa da transmissão: no caso do carro da Nissan a transmissão é montada a frente do motor, e a embreagem a frente da transmissão, num arranjo bem curioso. Além disso, a carcaça da transmissão serve de ponto de montagem para os elementos de suspensão, numa configuração similar a suspensão traseira dos protótipos de motor central.

Já o sistema de recuperação de energia (KERS), seria bem diferente daquele utilizado pelos competidores. Ao invés de utilizar baterias e motores elétricos, o bólido japonês utilizaria um sistema de recuperação mecânico, com volantes de inércia montados em uma carcaça unificada com seu sistema de transmissão específico para transmitir potência a potência para as rodas traseiras. Contudo, ao invés de um diferencial e semi-eixos convencionais, o cardã corre em uma posição mais alta (ver imagem acima) e as rodas traseiras receberiam a potência através de um conjunto juntas ainda não visto que seria capaz de contornar a região do túnel traseiro, deixando o espaço livre para os difusores traseiros. Você deve ter notado o tempo verbal no passado para descrever o sistema híbrido, e essa escolha não foi por acaso: durante o lançamento a Nissan divulgou que a potência total atingida pelo powertrain seria próxima aos 2.000 HP, e durante o desenvolvimento esse número foi revisado para mais realistas 1250 HP), porém, apesar de ter testado o sistema exaustivamente, o time da Nissan não conseguiu em momento algum fazê-lo funcionar, de forma que o carro correu em Le Mans apenas com a potência fornecida pelo motor de combustão interna, fato que limitou em muito o desempenho do carro na pista.

No vídeo abaixo temos mais alguns detalhes sobre o powertrain do GT-R LM, com o gerente de powertrain do GT-R LM, William May:

EDIT [08/07/2020]: 2.1 Sistema Híbrido

Recentemente o saudoso Ricardo Divila apresentou mais detalhes sobre o sistema híbrido do GT-R LM em sua conta do Twitter. As imagens mostram o módulo de recuperação de energia internamente, um sistema capaz de atingir 60.000 rpm, resultando em uma aceleração de 47.000 G e uma velocidade tangencial na borda do volante de Mach 2!

O sistema, segundo Divila era capaz de fornecer até 800 HP para as rodas traseiras, enquadrando-se na faixa de 8 MJ de armazenamento de energia.

A potência é transmitida para as rodas através de um trem de engrenagens, para liberar o máximo de espaço para os dutos de ar no assoalho do carro.

O sistema chegou a ser testado em dinamômetro, com resultados positivos, porém sempre em ambiente estático. Quando o sistema foi instalado, contudo, surgiram problemas de scavenging de óleo devido as forças G envolvidas em condições dinâmicas, resultando em um aumento do atrito interno e redução drástica da velocidade do volante de armazenamento de energia, um problema que jamais foi completamente resolvido.

Parte 3 – O chassis

A parte mais convencional do design do GT-R LM, o chassis  é feito totalmente em fibra de carbono, com o crash box dianteiro montado a frente da transmissão, em solução similar a empregada na traseira dos protótipos mais convencionais. Mesmo assim o carro teve problemas de desenvolvimento nessa área, pois a célula de segurança falhou no crash test obrigatório da FIA, e o carro acabou ficando de fora das primeiras provas do ano.

A suspensão dianteira também é um lay-out similar a da traseira de outros protótipos, do tipo push rod, enquanto a traseira usa um sistema convencional, com o conjunto mola-amortecedor atuando diretamente no braço A inferior. Isso foi feito para manter a suspensão em posição mais externa e manter os túneis aerodinâmicos livres de interferência de componentes mecânicos. Durante a prova, porém, os pilotos foram unanimes ao criticar a suspensão, que não permitia que atacassem as zebras nas curvas fazendo com que perdessem segundos preciosos a cada volta.

A disputa em Le Mans

Após meses de testes e problemas de desenvolvimento, finalmente chegaram as 24 Horas de Le Mans. Independentemente da falta de testes, o time da Nissan resolveu participar da prova francesa, pois assim poderiam acumular mais milhas e adiantar o programa de desenvolvimento. Contudo, como o sistema híbrido ainda não era confiável, a montadora japonêsa preferiu competir sem nenhum tipo de regeneração de energia. Três carros foram inscritos na prova: o número 21 pilotado por Tsugio Matsuda, Mark Shulzhitskiy e Lucas Ordoñez (carregando o mesmo esquema de cores utilizado em 1990 na pole lendária cravada por Martin Brundle) e os números 22 de Harry Tincknell, Michael Krumm e Alex Bucombe e 23 de Olivier Pla, Jann Mardenborough e Max Chilton.

Já nos Test Day os carros mostraram um desempenho bem aquém dos demais competidores, posicionando-se no meio do grupo dos carros de LMP2. No fim de semana da prova o desempenho não melhorou muito, os GT-R ficando atrás de todos os outros protótipos LMP1 e sendo pouca coisa mais rápidos que os LMP2. Durante a prova os três carros sofreram de problemas, principalmente nos freios (devido a falta do sistema de regeneração, os freios dianteiros tiveram que trabalhar mais do que haviam sido projetados para resistir) e dois dos carros sofreram acidentes que os impediram de completar a prova, enquanto o carro 22 conseguiu ver a bandeirada na última posição mas não teve seu resultado computado por não ter sido capaz de completar o mínimo de 70% da distância percorrida pelo vencedor da prova.

Pós- Le Mans

Depois do fracasso na prova francesa, o time da Nissan voltou para sua sede com muitos dados e diversas lições aprendidas. O carro não voltaria a aparecer em outra prova durante o ano, porém continuou sendo desenvolvido, e ganhos foram encontrados, gerando uma atualização do design visto em Le Mans, capaz de gerar mais downforce. Como os ganhos não foram significativos, a Nissan resolveu pular as etapas de Austin e Fuji do WEC, anunciando que retornaria para as duas últimas etapas do campeonato. Porém, em meio ao caos o chefe de equipe Darren Cox anunciou sua saída do time, sendo substituído por Mike Carcamo. A chegada de Carcamo teve um influência positiva sobre o time, e os planos mudaram para um retorno em 2016, substituindo o falho sistema mecâncico de ERS da Torotrak por um sistema elétrico desenvolvido pela própria NISMO. Mesmo assim, o sistema NISMO falhou em prover a potência necessária, e mesmo com novos pneus Michelin o carro não conseguiu demonstrar velocidade suficiente para ser páreo para os modelos de Audi, Toyota e Porsche. Para piorar, o sistema só ficaria pronto em março de 2016, semanas antes da primeira prova do WEC, de forma que não haveria tempo suficiente para os testes necessários, e o time arriscaria outro fiasco de desempenho. No final, essa foi a última pá de terra necessária, e os cerca de 40 funcionários do time foram demitidos por e-mail no dia 22 de dezembro de 2015, fazendo um fim melancólico para um programa que havia começado com um espírito totalmente jovial.

Mas afinal, foi o conceito do GT-R LM um fracasso?

Com os fracos resultados apresentados na pista, muitos apontaram o dedo para o conceito de carro de corrida com tração dianteira como sendo o motivo do fracasso da Nissan, porém teria sido essa realmente a verdade? Para averiguar, precisamos dar uma olhada na telemetria da prova, divulgada pela própria FIA. Para tanto, vamos selecionar as melhores voltas e melhores setor de volta de alguns carros que participaram da prova para servirem de comparação, a citar: Porsche 919 Hybrid #18, Audi R-18 e-tron quatro #8, Toyota TS040 Hybrid #2, Rebellion R-One AER #12 e o Oreca 05 Nissan KCMG #47 LMP2.

Se olharmos apenas os tempos de volta, diremos que o GT-R LM é pouca coisa mais veloz que um LMP2, cerca de 1 segundo em uma pista de mais de 3 minutos de tempo de volta. Porém entrando mais a fundo e analisando os tempos por setor podemos tirar algumas conclusões interessantes:

Setor 1: Nesse setor o tempo do GT-R foi cerca de 3 décimos mais lento que o Oreca 05 de LMP2, e cerca de 2 segundos mais lento que os competidores de Toyota, Audi e Porsche. Esse setor é praticamente todo na parte circuito fechado, onde o asfalto é mais regular e predominam curvas de média onde não é necessário atacar tanto as zebras para conseguir bons tempos. Mais pesado e com um motor rendendo um pouco menos de potência que um LMP2 por ter que atender as regras de limite de vazão de combustível, nesse trecho é possível ver que a dinâmica/aerodinâmica do carro de fato funcionava, dada a pequena diferença de tempo.

Setor 2: Setor composto por três longas retas e duas chicanes, aqui é possível ver que o conceito de menor arrasto aerodinâmico realmente funcionou. Nesse trecho o GT-R foi cerca de 3 segundos mais rápido que o protótipo LMP2, e atingiu uma velocidade máxima 27 km/h maior, praticamente a mesma atingida pelos LMP1 mas com potência bem inferior. Por ser disputado em trecho de rodovia, o asfalto é bem mais irregular, o que justifica a diferença de quase cinco segundos para o Porsche 919 pela falta de grip mecânico devido a sensibilidade da suspensão.

Setor 3: Esse setor é composto por várias curvas de alta como as curvas Porsche e algumas de baixa como Mulsanne, Arnage e as chicanes Ford. Aqui fica clara a sensibilidade do GT-R quanto as zebras, pois apesar de ser apenas 7 décimos mais lento que o Oreca 05 no setor, o GT-R perdia cerca de 8 décimos nas curvas Porsche, e 9 décimos nas chicanes Ford, ambas curvas onde só se pode ser rápido atacando as zebras.

Então respondendo a pergunta do título do post: O Nissan GT-R LM Nismo foi um fracasso? – Do ponto de vista de desempenho sim, o carro não apresentou desempenho nem confiabilidade adequados para sua categoria. Contudo, o conceito aerodinâmico se mostrou completamente viável, e acredito que os motivos para o desempenho pífio se devem a falta de dinheiro para o desenvolvimento e execução apressada que não permitiu um desenvolvimento adequado do sistema híbrido, o que teve implicações na durabilidade dos freios e no comportamento dinâmico do carro (caso tivesse funcionado, a potência aplicada ao eixo traseiro mudaria completamente o comportamento do carro nas saídas de curva, reduzindo o oversteer). A única grande falha de design realmente foi a suspensão, que se mostrou inadequada para o asfalto irregular de Le Mans, fazendo o desempenho do carro ser ainda pior do que poderia ser.

Fontes:

Schrader, Stef; First Photos Of The Nissan GT-R LM Nismo Le Mans Car On Track. Disponível em: http://blackflag.jalopnik.com/first-photos-of-the-nissan-gt-r-lm-nismo-le-mans-car-on-1680213405. Data de acesso: 15/07/2016.

News November 2014. Disponível em: http://www.mulsannescorner.com/newsnov14.html. Data de acesso: 15/07/2016.

News January 2015. Disponível em: http://www.mulsannescorner.com/newsjan15.html. Data de acesso: 15/07/2016.

Cotton, Andrew; Disruptive Technology. Revista Race Car Engineering, volume 25, número 3, março de 2015, pgs. 8-14.

Nissan GT-R LM Nismo. Disponível em: http://www.racecar-engineering.com/cars/nissan-gt-r-lm-nismo/. Data de acesso: 14/07/2016.

DiZinno, Tony; Nissan Delays LMP1 Race Return with GT-R LM Nismo: Disponível em: http://sportscar365.com/lemans/wec/nissan-delays-lmp1-race-return-with-gt-r-lm-nismo/. Data de acesso: 17/07/2016.

Ricardo Divila. Disponível em: https://twitter.com/RDV69/status/1224258718927290368. Data de acesso: 08/07/2020.

Imagens:

[1]: Retirado de: Smith, Steve C.; Dissected: Nissan-Powered Delta Wing Race Car. Disponível em: http://www.caranddriver.com/features/dissected-nissan-powered-deltawing-race-car-feature. Data de aceso: 23/07/2016.

[2]: Retirado de: Schrader, Stef; First Photos Of The Nissan GT-R LM Nismo Le Mans Car On Track. Disponível em: http://blackflag.jalopnik.com/first-photos-of-the-nissan-gt-r-lm-nismo-le-mans-car-on-1680213405. Data de acesso: 15/07/2016.

[3]: Retirado de: MC Tubarão. Disponível em: http://www.lexicarbrasil.com.br/mc-tubarao/. Data de acesso: 15/07/2016.

[4]: Retirado de: Panoz lmp-1. Disponível em: http://www.motorstown.com/61946-panoz-lmp-1.html. Data de acesso: 15/07/2016.

[5]: Retirado de: Nissan GT-R LM Nismo. Disponível em: http://www.racecar-engineering.com/cars/nissan-gt-r-lm-nismo/. Data de acesso: 14/07/2016.

[6]: Retirado de: Pruett, Marshall; Nissan Fired Its Le Mans Team Over E-Mail. Disponível em:http://www.roadandtrack.com/motorsports/news/a27710/nissan-fired-its-lmp1-employees-over-e-mail/. Data de acesso: 16/07/2016.

[7]: Retirado de: DiZinno, Tony; Nissan Delays LMP1 Race Return with GT-R LM Nismo: Disponível em: http://sportscar365.com/lemans/wec/nissan-delays-lmp1-race-return-with-gt-r-lm-nismo/. Data de acesso: 17/07/2016.

[8]: Retirado de: Ricardo Divila. Disponível em: https://twitter.com/RDV69/status/1224258718927290368. Data de acesso: 08/07/2020.

Informações adicionais:

Para aqueles que quiserem ver algo a mais sobre o GT-R LM, recomendo assitir o especial do Jay Leno’s Garage sobre o carro: