¿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]

Carga aerodinámica y agarre

No sólo los complejísimos y sofisticados apéndices aerodinámicos proporcionan al monoplaza F1 su pasmosa velocidad en el paso por curva; la clave está también en la importante función que desempeñan unos neumáticos altamente desarrollados.

En este apartado vamos a tratar de ver por qué es tan útil la carga aerodinámica para conseguir el correcto agarre de las gomas en los puntos en los que el neumático entra en contacto con la superficie suelo o pista.
Cuando hablamos de "carga" nos referimos al "peso" que debe soportar un neumático y es efecto resultante de la combinación de varias fuerzas: el peso del coche, las fuerzas aerodinámicas generadas, la aceleración, el frenado y las fuerzas G en el paso por curva que, a elevada velocidad, pueden alcanzar un valor de 3´5G. En el momento en que un coche está girando, la carga dobre los neumáticos exteriores aumenta, mientras que la de los inferiores disminuye ya que el peso del coche se desplaza lateralmente.
Pero la pregunta que debemos hacernos aquí es: ¿Por qué la carga aerodinámica beneficia la velocidad en curva a pesar de suponer un handicap por la resistencia adicional que implica? O, lo que es lo mismo: ¿por qué juega la carga aerodinámica un papel tan decisivo en el rendimiento de un F1?
La razón última está en el rozamiento (o coeficiente de fricción) y en el agarre.
Partimos de un ejemplo. Supongamos un objeto cualquiera que es arrastrado por una cuerda sobre una superficie plana y manteniendo una velocidad constante. El rozamiento generado entre el objeto y la superficie sobre la que es arrastrado dependerá del propio peso del objeto (determinado por la gravedad de la tierra que tira de su masa hacia la superficie). Se trata de una fuerza perpendicular entre el objeto y la superficie, en definitiva; de ahí que el nivel de fricción resulte de las características que presente el móvil que se arrastra y la superficie/suelo sobre la que es conducido. Esto puede verse claramente en el caso de una pastilla de hockey sobre hielo: el coeficiente de fricción sería muy bajo dado que el hielo, como tal, apenas ofrece resistencia. No ocurriría lo mismo con un asfalto pegajoso y el agarre correspondiente a los puntos de contacto de los neumáticos sobre una superficie así.
Por supuesto, un objeto más pesado que otro requerirá también más fuerza para ser movido a una velocidad constante.
La influencia del aire complica esta forma simplista de entender la dinámica del móvil. En la Tierra el aire es viscoso y denso, por ello la aerodinámica entra en juego: cuando el coche se desplaza a través del aire se producen fuerzas verticales que se suman o restan al propio peso del vehículo modificando su fuerza. Si sobre el coche se produjera sustentación positiva, la consecuencia inmediata sería que las fuerzas de rozamiento estarían reducidas. De lo que se trata es de aumentar éstas creando una sustentación negativa para lograr acelerar, frenar y virar con mayor fuerza y obtener un mejor rendimiento del monoplaza.
El problema fundamental que se plantea en el reto de un F1 es desarrollar los suficientes mecanismos científicos y tecnológicos que permitan equilibrar el aporte de beneficios que se gana con la carga aerodinámica, respecto a la pérdidas implicadas debido a la resistencia que genera.

No vamos a entrar en fórmulas matemáticas para ver la evidencia de su utilidad. Creo que está claro para todos que hay un evidente incremento de velocidad en el paso curva si comparáramos un coche con carga o sin ella, lo cual supone una reducción de los tiempos empleados. El peso de la carga produce una fuerza adicional sobre las ruedas que se suma a la fuerza normal del peso del coche.
Tal y como hemos ido comentando hasta aquí, vemos que el problema crucial en el desarrollo del monoplaza F1 es garantizar la suficiente carga que permita producir el efecto suelo por el que el coche es absorbido hacia abajo y se desplaza sin levantar las ruedas del asfalto (cada segundo que en que la rueda deja de pisar suelo, es un segundo en que se deja de "rodar" . Pretensión totalmente contraria al objetivo con que es diseñado el avión para lograr la sutentación positiva.
Antes de pasar a la deficinición de los últimos conceptos, como los tipos de flujo y complicaciones viscosas, gradientes de presión... que permitirían entender mejor un estudio más concreto e individualizado de la variedad de apéndices inductores de carga aerodinámica que se idean para un monoplaza (si es que aún queda ánimo para seguir adelante ), me gustaría dejaros aquí también el enlace de un topic del foro. Recoge un artículo sobre estos temas: "Aviones sin alas", como metáfora de la configuración con que es pensado el bólido de F1.

http://www.pedrodelarosa.com/castella/foro...alse&S=True

Seguimos en otro rato.
Muy buenas noches a todos