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El modelo Honda NSR500 ha estado presente en el Mundial de 500 durante 18 temporadas, con diferentes conceptos y evoluciones a lo largo de este periodo. La primera NSR500 vio la luz en 1984, y fue una moto única e irrepetible.
Diseñada por Shinichi Miyakoshi, autor también de la NS500, incorporaba la nueva configuración V4 a 90º sin abandonar otras características de la tricilíndrica, como su único cigüeñal y la admisión por láminas, adoptando las que ya serían clásicas cotas internas de 54x54,5 mm. La nueva configuración ofrecía el motor más potente de la categoría hasta ese momento: 150 CV.
El bastidor dejó atrás el convencional chasis tubular de doble cuna de la NS500 para dar paso a un avanzado diseño en el que una doble viga desdoblada abrazaba el motor desde la parte superior.
La primera imagen de la NSR500 sin carenado resultó impactante. Los escapes salían por la parte alta del motor, tomando el espacio que habitualmente ocupaba el depósito de combustible, que había sido desplazado bajo el motor. Lo que se buscaba era bajar lo máximo posible el centro de gravedad de la moto. Las llantas, fabricadas en fibra de carbono, reducían el efecto giroscópico para mejorar su manejabilidad.
El potencial de la NSR500 quedó en evidencia en las 200 millas de Daytona, la primera carrera en la que tomó parte, en la que alcanzó una velocidad punta de 305 km/h. En el primer Gran Premio, en Kyalami (Sudáfrica), Spencer marcó la pole, pero tuvo una caída al romperse la llanta trasera, sufriendo una pequeña lesión.
Fue un año accidentado, pero la NSR500 ganó en la segunda cita, Misano. Y aunque Spencer estuvo ausente en la siguiente, Jarama, por otro accidente, después encadenó tres triunfos antes de que una nueva lesión a mitad de campaña le apartara del campeonato.
En 1985 se rediseñó la NSR500 manteniendo el motor V4 pero regresando al concepto convencional: escapes por debajo, depósito de combustible por arriba. Se modificó el bastidor, adoptando el sistema de doble viga de aluminio que sigue estado presente en el diseño de las motos de Gran Premio.
El motor siguió contando con un cigüeñal y admisión por láminas, pero se logró una notable mejora en la entrega de potencia. El problema con el que se tuvo que lidiar fueron los nuevos neumáticos radiales de Michelin, desarrollados en paralelo con la nueva NSR500, lo que suponía un nuevo desafío para los ingenieros de HRC.
El resultado fue brillante, con el título de Spencer, que completó la temporada ganando además en 250 con la nueva Honda NSR250, abriendo una nueva etapa para Honda dentro de la categoría. La estructura básica de la Honda NSR500 se mantuvo igual hasta 1989.
Los problemas físicos de Spencer, que lo apartaron de la competición durante 1986, dejaron en manos de Wayne Gardner el desarrollo de la moto. Con estilos antagónicos, esa concepción se trasladó también al carácter de la moto, con lo que en cierto modo fue como si se partiera de cero. La estrecha banda de potencia en la que se movía Spencer dio paso a un motor de un aprovechamiento más amplio, con una potencia creciente que superaba ya los 150 CV de la primera versión.
En 1987 la evolución prosiguió. Se modificó el diseño, abriendo la V de los cilindros hasta los 112º. Esta nueva medida movió la batería de carburadores al hueco entre los cilindros, se modificaron los escapes mejorando la entrega de potencia a medio régimen. La potencia estaba en torno a los 160 CV a 12.500 rpm, y el motor y la caja de cambios se modificaron para poder utilizar un basculante más largo y favorecer una mejor tracción. Gardner ganó siete carreras y se anotó el título con autoridad.
La NSR500 de 1988 cambió de concepto, regresando a la idea de la primera versión, la de 1984, en la que se buscaba un centro de gravedad lo más bajo posible con la idea de potenciar la manejabilidad, que era su principal carencia, porque en cuestión de potencia la NSR500 iba más que sobrada, y también se redujo la rigidez del chasis para ganar agilidad. Otro detalle técnico introducido en 1988 fueron los discos de freno de carbono, con el fin de reducir el efecto giroscópico y mejorar su manejo a alta velocidad.
Eddie Lawson llegó a Honda en 1989 en una formación paralela al equipo de fábrica dirigida por Erv Kanemoto, el ingeniero que estuvo con Spencer. La NSR500 sufrió importantes modificaciones en la parte ciclo, como un nuevo chasis y un basculante con refuerzos, y por primera vez incorporó horquilla invertida para dotar de mayor rigidez al tren delantero.
El motor seguía rindiendo a gran nivel, evolucionando de los 160 CV iniciales hasta los 170 CV a 12.500 rpm. En Japón se trabajaba en un motor de dos cigüeñales, pero no se llegó a incorporar. No hizo falta: Lawson se impuso en una intensa temporada a Wayne Rainey, y Honda recuperó el título de constructores tras tres años sin conseguirlo.
En 1990 las 500 tenían una potencia de 170 CV y Honda había conseguido reducir el peso de su NSR500 hasta los 116 kilos, con lo que la relación peso/potencia era de 1:1,4, un dato impresionante. Uno de los mayores problemas a los que se enfrentaban los fabricantes era el agarre de los neumáticos a alta potencia. Quedaban muchos años para la implantación de los sistemas de gestión electrónica que conocemos actualmente, por lo que todos los esfuerzos para mejorar en ese terreno se centraron en la mecánica, buscando una respuesta más amigable del motor para con los neumáticos.
Honda empezó a experimentar con diferentes órdenes de encendido en busca de una entrega de potencia más aprovechable, menos violenta. En el motor de la NSR500 1990 los cilindros explotaban de dos en dos cada 180º, en vez de uno cada 90º como en las anteriores versiones. Eso modificó el carácter del motor, mejoró la tracción y favoreció la vida útil del neumático. Sin embargo, Rainey y Yamaha ganaron el título con autoridad.
En 1991 la Federación Internacional (FIM) elevó el peso mínimo de las 500 a los 130 kilos. Honda aprovechó esa ganancia de peso en reforzar determinados componentes de la NSR500 para mejorar su manejabilidad, entre ellos el cigüeñal, que tenía una vida útil limitada y requería de un costoso mantenimiento.
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Uno de los problemas para la NSR500 de aquel año fueron los neumáticos, dado que Honda optó por Michelin, pero el fabricante francés decidió limitar su programa de desarrollo ofreciendo neumáticos de producción, hasta que cambió de planteamiento a mitad de temporada. Mick Doohan logró el subcampeonato con una moto de transición. En Japón, HRC trabajaba en múltiples direcciones de cara a 1992, probando tres motores distintos. Se avecinaba una revolución en forma de Big-Bang.