Streamliner: de gestroomlijnde raket op wielen achter landsnelheidsrecords
Een streamliner is een speciaal gebouwd voertuig dat maar één doel heeft: zo hard mogelijk in een rechte lijn rijden. Het is geen auto voor de openbare weg, maar een lang, smal, volledig ingekapseld projectiel op wielen, ontworpen om luchtweerstand tot een minimum te beperken. Denk aan het verschil tussen een opengewerkte racefiets en een liggende tijdrit-fiets met een strakke, druppelvormige helm: bij een streamliner is dat principe tot in het extreme doorgevoerd, met wielen die volledig binnen de carrosserie verdwijnen en een vorm die meer op een raket of onderzeeër lijkt dan op een auto.
Streamliners worden gebouwd om landsnelheidsrecords te vestigen, meestal op de kilometerslange, kaarsrechte zoutvlaktes van Bonneville in de Amerikaanse staat Utah of op vergelijkbare droge meerbeddingen. Het gaat daarbij niet om races tegen andere auto's, maar om tijdsmetingen over een vaste afstand: hoe snel kan één voertuig een gemeten mijl of kilometer afleggen? Recent nieuws over de waterstofaangedreven JCB Hydromax, die op zo'n zoutvlakte een nieuw landsnelheidsrecord neerzette met een top van ruim 400 mph (zo'n 650 km/u), is een voorbeeld van precies dit soort voertuig in actie.
Wat is het precies?
De basis van een streamliner is aerodynamica: hoe minder luchtweerstand, hoe minder vermogen er nodig is om een bepaalde snelheid te halen, en hoe stabieler het voertuig blijft bij extreme snelheid. Ontwerpers richten zich daarom op een paar vaste ingrediënten.
Ten eerste het frontaaloppervlak: het deel van het voertuig dat de lucht als eerste raakt. Dat wordt zo klein mogelijk gehouden door de cockpit smal te maken en de bestuurder vaak liggend te positioneren. Ten tweede de vorm: een lang, taps toelopend lichaam (soms een drag coefficient of weerstandscoëfficiënt van minder dan 0,15, tegenover ongeveer 0,3 voor een gewone gezinsauto) zorgt ervoor dat lucht zo geleidelijk mogelijk om het voertuig heen stroomt, zonder wervelingen die extra weerstand veroorzaken. Ten derde de wielen: bij een gewone auto steken die open in de luchtstroom en veroorzaken ze verrassend veel weerstand; bij een streamliner zitten ze daarom volledig achter panelen verborgen.
Onder die gladde huid zit doorgaans een smal, extreem stijf frame, vaak in twee delen (voor en achter de bestuurder) verbonden door een centrale buis, een ontwerp dat ook bij supersonische recordauto's als Thrust SSC werd gebruikt. De aandrijving verschilt sterk per project: het kan een dieselmotor zijn, een elektromotor met accupakket, een waterstofbrandstofcel die elektriciteit opwekt uit waterstof en zuurstof, of soms een gasturbine. Omdat gewone remmen bij 500 tot 650 km/u onvoldoende en onveilig zijn, gebruiken streamliners remparachutes die achteraan worden uitgeschoten om snelheid kwijt te raken voordat de wielrem overneemt bij lagere snelheid. Een run telt pas als record wanneer twee passages — heen en terug binnen een uur — worden gemiddeld, om windvoordeel uit te sluiten.
Wat wil men ermee bereiken?
Op het eerste gezicht lijkt het jagen op landsnelheidsrecords vooral een kwestie van prestige: de snelste zijn met een bepaald type aandrijving. Dat prestige is ook echt een drijfveer, zeker voor bedrijven die hun techniek willen demonstreren. Maar er zit meer achter.
Streamliner-projecten functioneren als extreem testbed. Wanneer een team een voertuig moet bouwen dat de fysieke grenzen van aerodynamica, materiaalsterkte en aandrijftechniek opzoekt, komen zwaktes in een technologie razendsnel aan het licht die bij normaal gebruik jarenlang verborgen zouden blijven. Voor waterstoftechnologie is de vraag bijvoorbeeld: kan een brandstofcel genoeg vermogen dicht opeengepakt leveren om een voertuig naar honderden kilometers per uur te versnellen, zonder ooververhitting? Voor elektrische aandrijving: hoe presteert een accupakket onder extreme, korte, zware belasting? De kennis die daaruit voortkomt — over koeling, gewichtsreductie, aerodynamica en vermogensdichtheid — vloeit vaak terug naar gewone voertuigontwikkeling.
Voor bedrijven zoals de Britse machinefabrikant JCB is een recordpoging ook simpelweg een geloofwaardige manier om te laten zien dat een bepaalde motor- of aandrijftechniek volwassen genoeg is voor zware, veeleisende toepassingen — een soort ultieme stresstest die meteen ook goede publiciteit oplevert.
Voorbeelden uit de praktijk
JCB Dieselmax (2006) — Gebouwd door het Britse bedrijf JCB, bekend van bouwmachines, en bestuurd door Andy Green (dezelfde piloot die in 1997 met Thrust SSC het huidige absolute landsnelheidsrecord vestigde). De Dieselmax gebruikte twee aangepaste JCB-dieselmotoren en vestigde in augustus 2006 op Bonneville het record voor dieselaangedreven voertuigen met 563 km/u (350,092 mph).
JCB Hydromax (recent) — De waterstofaangedreven opvolger van de Dieselmax, gebouwd om te bewijzen dat waterstoftechniek net zo'n prestatie kan leveren als diesel. Volgens recente berichtgeving haalde het voertuig op de zoutvlakte een snelheid van ruim 400 mph en vestigde het een nieuw landsnelheidsrecord in zijn categorie.
Buckeye Bullet-programma (2004, 2009, 2015) — De Ohio State University bouwde via haar Center for Automotive Research een reeks streamliners: eerst een volledig elektrische versie (2004, ruim 500 km/u), later een uitvoering op waterstofbrandstofcellen (2009) die het FIA-record voor brandstofcelvoertuigen vestigde, en in 2015 een verbeterde elektrische versie die met de student-gebouwde Buckeye Bullet 3 boven de 549 km/u (341 mph) uitkwam.
Speed Demon (jaren 2010) — Een door het team van George Poteet gebouwde, door een benzinemotor aangedreven streamliner die geldt als een van de snelste zuigermotor-voertuigen ooit op wielen, met testsnelheden die de 750 km/u benaderden tijdens Bonneville Speed Week-evenementen.
Bluebird-Proteus CN7 (1964) — Een vroeg, door een gasturbine aangedreven voorbeeld, gebouwd door het team van Donald Campbell en ingezet op het Lake Eyre-zoutmeer in Australië, waar het 648 km/u (403 mph) haalde. Dit ontwerp toont dat het streamliner-concept al zestig jaar teruggaat.
Hoe ver is de techniek?
De basisaerodynamica van streamliners is inmiddels sterk uitontwikkeld: er valt weinig winst meer te behalen puur op vorm, omdat teams al decennia met windtunnels en simulaties werken. De vooruitgang zit tegenwoordig vooral in de aandrijflijn — met name bij elektrische en waterstofbrandstofcel-varianten, die pas de laatste vijftien à twintig jaar serieus meedoen naast de klassieke verbrandingsmotor.
Een belangrijk obstakel is niet technisch maar fysiek-geografisch: de zoutvlakte van Bonneville, van oudsher hét decor voor deze recordpogingen, is de afgelopen decennia merkbaar minder geschikt geworden. Door een combinatie van kaliumwinning in de omgeving en veranderende neerslagpatronen is de harde, vlakke zoutlaag dunner en onregelmatiger geworden, waardoor de beschikbare rechte baan korter is dan vroeger. Teams wijken daardoor soms uit naar andere locaties, zoals de Hakskeenpan in Zuid-Afrika.
Het absolute landsnelheidsrecord — dus over alle categorieën heen, inclusief door straalmotoren aangedreven voertuigen — staat sinds 1997 op naam van Thrust SSC (1.228 km/u, het eerste supersonische recordvoertuig op wielen). Pogingen om dat record te verbreken, zoals het Britse Bloodhound LSR-project, kampten de afgelopen jaren herhaaldelijk met financieringsproblemen, wat illustreert hoe kostbaar en risicovol dit soort projecten is. Binnen de kleinere, specifieke categorieën (diesel, waterstof, elektrisch, benzine-zuigermotor) worden records daarentegen met enige regelmaat nog wél verbeterd, doorgaans in kleine stappen van een paar procent per poging.
Wie werken eraan?
Streamliner-ontwikkeling is een mengvorm van bedrijfsmarketing, universitair onderzoek en gepassioneerde amateurteams. JCB (Verenigd Koninkrijk) heeft met Dieselmax en Hydromax laten zien hoe een gevestigd machinebouwbedrijf recordÂpogingen inzet om aandrijftechniek te demonstreren. Ohio State University zet via haar Center for Automotive Research al twintig jaar studenten in op het Buckeye Bullet-programma, met steun van onder meer batterij- en brandstofcelfabrikanten.
Daarnaast bestaat er in de Verenigde Staten een levendige gemeenschap van particuliere en semiprofessionele teams die via de Southern California Timing Association (SCTA) meedoen aan de jaarlijkse Bonneville Speed Week en Bonneville World Finals, waar de meeste klassecategorieën en regels voor streamliners worden vastgelegd. Internationale records worden erkend door de Fédération Internationale de l'Automobile (FIA) voor auto's en de FIM voor motoren. Het Verenigd Koninkrijk blijft daarnaast, via projecten als Bloodhound LSR, actief betrokken bij pogingen om het absolute record te verbreken.