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As duas latas que ergueram um barco sobre o ar

Christopher Cockerell testou um colchão de ar com latas e um soprador em 1955 e viu o SR.N1 cruzar o Canal da Mancha em 1959.

Duas latas de metal encaixadas sob um soprador, sobre uma balança de cozinha.

Norfolk, 1955: as latas de Cockerell

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Duas latas de folha de flandres (aço fino coberto de estanho), uma de ração de gato encaixada dentro de uma de café, com uma fresta de poucos milímetros entre as paredes. Em cima, o bocal de um soprador de ar. Embaixo, o prato de uma balança de cozinha.

O arranjo ficava numa casa em Norfolk, no leste da Inglaterra, em 1955. O dono era um engenheiro de 45 anos que tinha passado a carreira desenhando equipamento de rádio e agora cuidava de um pequeno negócio de aluguel de barcos. Ele queria saber por que um casco precisa arrastar tanta água para andar, e se havia jeito de tirar o casco da água sem tirar o barco dela.

O teste era simples. Primeiro, o soprador apontado direto para a balança, sem lata nenhuma, e a leitura anotada. Depois, o ar forçado a descer só pela fresta entre as duas latas, num anel fino, e a leitura anotada de novo.

A segunda leitura saiu várias vezes maior que a primeira. O mesmo soprador, com o mesmo motor, empurrava a balança com muito mais força quando o ar descia em anel. O jato em volta da borda prendia embaixo da lata uma bolha de ar sob pressão, e essa bolha fazia o trabalho de levantar.

Ninguém tinha pedido aquele experimento. Não havia verba, laboratório nem encomenda da Marinha. Havia duas embalagens vazias da cozinha, um aparelho barulhento e um homem anotando números num caderno.

Em dezembro daquele ano, ele registrou a patente. Em quatro anos, a ideia das latas virou uma máquina de alumínio com três homens a bordo que atravessou o mar entre a França e a Inglaterra sem encostar o casco na água.

A primeira seção mostra quem montou aquela bancada, como o anel de ar sustenta peso e por que o governo britânico escondeu a patente durante anos.

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I  A invenção de hoje

O engenheiro de rádio que trocou de mar

Christopher Sydney Cockerell nasceu em Cambridge, na Inglaterra, em 4 de junho de 1910. Estudou engenharia no Peterhouse, um dos colégios da Universidade de Cambridge, e em 1935 entrou na Marconi, a empresa britânica de telecomunicações. Passou a Segunda Guerra projetando radiogoniômetros (aparelhos que descobrem de onde vem um sinal de rádio) e equipamento de navegação para aviões.

Em 1950 ele deixou a Marconi. Com a mulher, Margaret, comprou um negócio de construção e aluguel de barcos em Oulton Broad, na região de lagos e canais de Norfolk. Foi ali, olhando cascos de madeira lutando contra a água, que a pergunta do atrito virou obsessão.

O raciocínio dele partia de um fato de física naval: a maior parte da força que um barco gasta vai para vencer o arrasto (a resistência que a água faz contra o casco). Se o casco flutuasse numa camada de ar, esse arrasto quase sumiria.

A ideia do colchão de ar não era nova. O sueco Emanuel Swedenborg desenhou um veículo sobre ar em 1716, e o austríaco Dagobert Müller von Thomamühl testou um barco com ar sob o casco para a marinha austro-húngara em 1916. Nenhum dos dois resolveu o vazamento: o ar escapava pelas bordas e o motor não dava conta de repor.

O ANEL QUE SEGURA A BOLHA

A lata de Cockerell atacou esse vazamento. Em vez de soprar ar num espaço aberto embaixo do casco, ele soprou ar numa cortina fina e inclinada para dentro, em volta da borda. Essa cortina funciona como uma parede móvel que segura a bolha central sob pressão.

1.  O soprador empurra ar por um canal estreito na periferia.

2.  O jato desce inclinado e forma uma cortina contínua em volta de todo o contorno.

3.  A cortina represa o ar do centro, que fica com pressão maior que a do ambiente.

4.  Essa pressão, espalhada por toda a área de baixo, empurra o casco para cima.

O ganho está na área. O jato ocupa só a borda, mas a pressão que ele prende atua sobre toda a superfície inferior, e é essa superfície inteira que sustenta o peso.

A balança de cozinha mediu a diferença entre soprar ar e prender ar. O jato em anel, que Cockerell chamou de momentum curtain (cortina de impulso), transformou um vazamento que derrotou seus antecessores na própria fonte da sustentação.

 
 

II  Acidente ou projeto

Uma bancada caseira com destino militar

O hovercraft nasceu de projeto, com hipótese e medição, e não de acaso. Cockerell tinha uma pergunta de engenharia, montou um teste para respondê-la e seguiu as leituras. O acaso entrou só no material: as latas eram o que havia na cozinha.

Depois da balança, ele construiu modelos de balsa (a madeira levíssima usada em aeromodelismo) movidos por pequenos motores de aeromodelo. Os modelos deslizavam sobre a mesa, sobre a grama e sobre a água do lago perto do estaleiro. Em 12 de dezembro de 1955, registrou a patente britânica, concedida depois sob o número 854.211.

O SEGREDO QUE NINGUÉM QUERIA

Cockerell ofereceu a invenção a fabricantes de barcos, de aviões e às Forças Armadas. Os construtores navais disseram que aquilo era avião; os de aviões disseram que era barco. Ninguém quis pagar para desenvolver.

O Ministério do Abastecimento britânico, porém, viu uso militar e classificou o projeto como segredo em 1956. A decisão travou o inventor: ele não podia vender a ideia no exterior nem publicá-la, e o governo também não a financiava.

A saída veio em 1958. O segredo caiu, e a National Research Development Corporation (agência pública britânica criada para transformar invenções em produto) encomendou um protótipo tripulado à Saunders-Roe, fabricante de aviões e hidroaviões na Ilha de Wight.

Saiu dali o SR.N1, sigla de Saunders-Roe Nautical 1. Tinha casco oval de alumínio, cerca de 9 metros de comprimento, e um motor a pistão que movia um ventilador vertical no centro. O ar descia por dutos até a borda e saía no anel que as latas tinham testado. O SR.N1 flutuou pela primeira vez em 11 de junho de 1959, em Cowes.

Os modelos já tinham mostrado a falha que o protótipo herdou. Sobre água agitada, a borda rígida subia numa onda, o anel se abria daquele lado e a bolha escapava. Cockerell anotou o defeito, e a correção só chegou com a peça contada na terceira seção.

O hovercraft seguiu um roteiro de projeto: hipótese, teste de bancada, modelo, patente, protótipo. O único trecho sem plano foi o segredo militar, que deixou a invenção três anos parada enquanto ninguém a comprava.

 

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III  O problema que ela resolveu

Atravessar sem tocar a água

O problema que o hovercraft resolveu foi o arrasto. O nome vem do inglês hover (pairar) somado a craft (embarcação), e descreve a solução: um veículo que paira. Um casco comum, quanto mais rápido anda, mais água empurra e mais energia gasta. Um casco suspenso sobre ar pouco toca a superfície, e assim passa sobre água rasa, lama, areia, gelo e praia sem mudar de veículo.

A prova pública veio em 25 de julho de 1959, data escolhida por marcar 50 anos do voo de Louis Blériot sobre o Canal da Mancha. O SR.N1 saiu de Calais, na França, e chegou a Dover, na Inglaterra, em pouco mais de duas horas. No comando estava o comandante Peter Lamb, piloto de testes da Marinha; o navegador era John Chaplin. Cockerell foi a bordo e ajudou a completar o peso previsto, deslocando o corpo na cabine para equilibrar a máquina.

A travessia mostrou também o limite do protótipo. O SR.N1 flutuava a poucos centímetros da superfície, e qualquer onda maior batia no casco. A resposta veio da saia flexível (uma cortina de borracha presa à borda, que prende o ar mais alto sem endurecer o contato), patenteada por C. H. Latimer-Needham e comprada pela Westland em 1961. Com a saia, o vão sob o casco passou de centímetros para a casa do metro nos modelos maiores.

DA TRAVESSIA À LINHA REGULAR

Em 1968 entrou em operação o SR.N4, hovercraft capaz de levar carros e passageiros pelo Canal da Mancha. As linhas das empresas Hoverlloyd e Seaspeed, depois reunidas na Hoverspeed, funcionaram até 2000, quando o túnel ferroviário sob o canal e os catamarãs rápidos tomaram o tráfego.

O veículo sobreviveu onde o terreno é misto. Guardas costeiras e equipes de resgate usam hovercraft sobre gelo fino e bancos de lama onde barco encalha e caminhão afunda, e a Marinha dos Estados Unidos opera o LCAC, lancha de desembarque sobre colchão de ar que sai do navio e sobe na praia.

Cockerell recebeu o título de cavaleiro em 1969 e brigou por anos com o governo pelos royalties (a parte do lucro devida ao dono da patente), que considerou pequenos diante do uso que o Estado fez da invenção. Viveu até 1 de junho de 1999.

O hovercraft trocou o atrito da água pelo custo de manter uma bolha de ar. A troca perdeu no transporte comum de passageiros e ganhou onde nenhum outro veículo passa: na lama, no gelo e na faixa de praia entre o mar e a terra.

As duas latas de Norfolk, a de ração dentro da de café, estavam sob um soprador em 1955; quatro anos depois, o mesmo anel de ar sustentou o SR.N1 de alumínio e três homens nas duas horas entre Calais e Dover.

“Qual objeto da sua cozinha você já usou para testar uma ideia que não era de cozinha?”

 
 
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Na travessia do Canal da Mancha em 25 de julho de 1959, quem estava no comando do SR.N1?

AJohn Chaplin
BChristopher Cockerell
CPeter Lamb
DC. H. Latimer-Needham

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