¿FLIPAMOS CON EL AIRE? Opciones

[Relente de Luna]

Me parece muy interesante el tema y me encanta la forma en la que está contado. Espero este topic tenga continuaciones.

S2

[Raquel]

Todos conocemos el importante compromiso que supone en un F1 compensar las necesidades mecánicas y aerodinámicas, y cómo estos elementos siguen a menudo criterios incompatibles. Es decir, el beneficio de la carga aerodinámica para poder acelerar, frenar y girar ejecutando con mayor rapidez y eficacia una trayectoria de rectas y curvas, comporta la desventaja de incrementar esos índices de rozamiento en el avance exigiendo un mayor esfuerzo. La resistencia generada por el uso de los apéndices aerodinámicos influye sobre la potencia del motor y la capacidad para alcanzar velocidad punta. Y, así, podríamos continuar con una amplia lista de casos y/o ejemplos. Por lo tanto, el tema más crítico viene a ser encontrar el mejor equilibrio entre las ganancias y pérdidas que aparecen mutuamente implicadas.



Antes de seguir con los puntos que nos tocarían tratar a continuación (resistencia/potencia; catga aerodinámica/agarre) me gustaría hacer un inciso para comentar algo que podría resultar clarificador respecto a estas relaciones que venimos definiendo y describiendo.

Hemos podido observar muy bien cómo dentro de las últimas tendencias en la conceptualización aerodinámica se da una propensión casi generalizada hacia formas o líneas más dúctiles, "blandas" o fluidas evitando, de este modo, elementos angulosos que describan trazos rectos o cuadrados. Posiblemente, el aire se hace así más fácilmente deformable y el monoplaza lo corta al avanzar oponiéndose a él de manera más "sencilla". Tengamos en cuenta lo que se dijo días atrás: al aire no se le puede gonernar caprichosamente, simplemente, porque no se deja. Las consecuencias de un error de concepto al perseguir someterlo a nuestra voluntad (léase: "voluntad de los aerodinamistas) podrían ser desastrosas al rebelarse el flujo y marchar en guerra contra el propio coche perturbando un comportamiento correcto. Casi mejor conseguir "educarlo" o converlo haciéndolo pasar por formas más plásticas o maleables donde resulte más simple conducirlo y adpatarlo a nuestras necesidades. Ofreciendo la mínima resistencia, también, la mínima resistencia ya que tratamos de oponernos a la energía o fuerza que se genera.

No sé si me estoy yendo demasiado por las ramas con el uso de tanta palabra, pero lo que intento explicar es que me parece que tender hacia esa "ductilidad" o docilidad al reconducir el fujo desde formas más flexibles o curvilíneas, tiene como objetivo hacer cambiar de dirección al aire llevándolo sin oponer resistencias que describan ángulos.



Veámoslo, por ejemplo, en el caso del diseño del alerón delantero de 2005. Bajo el requerimiento de poder cumplir el reglamento sin escatimar esfuerzos por recuperar el rendimiento aerodinámico perdido, el alerón presenta, por lo general, una mayor extensión o envergadura. Esto supone suministrarle mayor poder o fuerza para el ejercicio de su trabajo en el coche. Por otra parte, observamos cómo, para hacerlo más eficiente, la sección central del alerón se desplaza más cerca de la superficie suelo/pista, con lo cual se consigue una mejor distribución de pesos. Algunos equipos ha hecho uso de la forma de "cuchara" para reconducir convenientemente los flujos. Como también puede apreciarse muy claramente la tendencia a inclinar hacia arriba (o combar) la parte de las derivas.

La finalidad de lograr apoyo lleva a diseñar alerones compuestos por 2 elementos. Ahora bien (y aquí entra un poco lo que decía al principio), la desventaja consecuente es que el aire, al pasar por estos 2 elementos, produce un rastro o estela que "descompone" o altera el flujo que circula sobre el coche. Un alerón de 3 elementos, como desarrolla McLaren, podría ser la mejor respuesta ante el problema. Con todo, hay que decir que el diseño de estos 3 elementos, teniendo presente que cada uno posee su forma tridimensional, es francamente muy complicado y complejo.

Hay un "detalle" concreto del alerón de Ferrari (del modelo híbrido) que a mí me llamó poderosamente la atención: sobre los elementos del alerón han colocado un pequeño semicírculo en forma de medio anillo o arandela. A golpe de vista "da la sensación" de ser una especie de argolla que permitiera unir entre sí esos elemntos centrales del alerón. Lo que se me ha comentado -y no deja de ser una opinión-, al preguntar la razón del uso de ese "extraño circulito blanco" que parece de plástico, es que pudiera ser que sirviera para separar zonas con diferente presión y evitar desplazamientos laterales del aire. Las distintas trayectorias generan velocidades diferentes que producen distintas presiones (lo hemos ido viendo reiterativamente en este tema). Este efecto se da no sólo en vertical: el variante de presión por encima y dejado del ala, sino que también ocurre en horizontal. De ahí la posible "utilidad" de ese pequeño objeto sólido en forma de anillo. Los aerodinamistas pretenden siempre que el aire que se desplaza lo haga en la dirección correcta sin pérdidas de energía por mover aire en direcciones no deseadas.

Lo mismo podría suceder en cuanto a ese apéndice que se le ha colocado al ferrari bajo la parte central del alerón; el "famoso bigotillo" que lo acerca más al suelo. Aunque su aspecto estético desmerezca bastante la belleza del monoplaza, quizás responda a la necesidad de "preparar" los flujos de aire para dirigirlos por debajo del coche. Los bajos de un monoplaza siempre son problemáticos desde un punto de vista aerodinámico. Incluso podríamos pensar que ese "artilugio" suspendido bajo el alerón (o cogido a él) tenga algún otro elemento por debajo que no llegamos a ver, y se lograra así optimizar de una forma más ventajosa la corriente o flujo que circula bajo el coche.



Lo que sí da muestras de quedar bastante claro con todo esto es que no cabe duda de cómo hay que ingeniárselas hasta conseguir las ventajas que permita el "juego" con la aerodinámica parta ganar partida al choque con el fluido de aire y, en otro frente, las imposiciones nosmativas del reglamento. El fin siempre es el mismo: mejorar los tiempos y hacer el paso más rápido posible por las curvas.

Pero la funcionalidad de toda esta amplia gama de apéndices y demás que se despliega en el diseño de un monoplaza F1 no puede aislarse, bajo concepto, de otros requerimientos y necesidades técnicas a las que hay que atender. Y no sólo eso: lo difícil es dar con ese equilibrio donde ventaja/desventaja pueda verse del mejor modo compensada.



Volvamos a ese punto del libro que llevamos entre manos y tiremos un poco más pa´alente .

De nuevo frente a las relaciones implicadas en el desarrollo aerodinámico:





¿Qué factores se hayan comprendidos entre la velocidad punta capaz de alcanzar un coche y la potencia disponible del motor? ¿Por qué es tan conveniente la carga aerodinámica y su efectividad en el paso por curva? ¿Qué efectos comporta sobre la dinámica del coche y fuerzas generadas en el agarre?



Potencia y resistencia



Hay una relación directa entre la velocidad punta capaz de alcanzar un coche y la potencia disponible del motor. Se utliza esta expresión "potencia disponible" para referirla a la potencia disponible en las ruedas y que va a hacer posible acelerar y superar, también, la resistencia que nos encontramos al avanzar. Dicha potencia se calcula sin obviar algunas variables o factores que ejercen su influencia, como las cargas del alternador, ventiladores, resistencia de los neumáticos... Partiendo del conocimiento del dato CV en el volante motor, es posible evaluar esa disponibilidad de potencia en rueda haciendo algunas correciones.

Esra relación entre resistencia y potencia disponible presenta un planteamiento matemático que se basa en la fórmula para calcular la resistencia al avance. Los caballos de resistencia constituyen un partámetro muy sensible a la velocidad.

La fórmula exprasa lo siguiente:



CV absorbidos por la resistencia = al cociente de dividir: coeficiente de resistencia x área elevada al cuadrado x velocidad al cubo entre 1.225.



Para alcanzar una velocidad punta de vértigo el coeficiente de resistencia debe ser "bajo".

El uso de túnel de viento permite obtener valores concretos de este coeficiente de resistencia. Si no es así, la estimación de ese cáculo debe hacerse de un modo menos preciso en pista de pruebas (calculando los distintos valores implicados).

La importancia de poder establecer el coeficiente de resistencia se hace muy significativa a la hora de responder a qué cantidad de resistencia adional - que vendría inducida por la creación de carga aerodinámica- es la tolerable en el caso de unos circuitos en concreto y cuánta habría que restar o quitar en otros.



¿Lo dejamos aquí? ¿Bastante por hoy? Yo creo que sí . Domingo noche, resaca de cansancio tras el 1er GP de la temporada, pupurri acelerado de datos... Lo mejor es decir:



Que disfrutéis de una buena noche que aumente la disponibilidad de fuerzas para enfrentarse un día más al trabajo.

A dormir y a descansar!