TÉCNICA Opciones

[Marzal]

Los “Wing-Car” (coches-ala) y el EFECTO SUELO.

Echad un vistazo al perfil aerodinámico que se ve aquí:

http://beadec1.ea.bs.dlr.de/Airfoils/mh18koo.htm

Imaginad un coche de calle dentro de esa forma. Mas o menos encaja, ¿verdad? La parte superior redondeada, y una parte inferior de forma plana. Bien, ese perfil esta pensado para elevar una avión, por lo que el efecto en vuestro coche es el mismo. Todos los coches de calle sufren en mayor o menor medida ese problema, todos sufren un LIFT (sustentación) a elevada velocidad, y para evitarlo algunos modelos llevan pequeños Spoilers en la “barbilla” o en la cola (recordad el Audi TT)

Ya comente que en competición a partir de los ’60 se comenzaron a colocar alerones con un perfil inverso al aerodinámico para conseguir un Lift negativo (DOWNFORCE o carga aerodinámica) pero con la contrapartida de sufrir un aumento en la resistencia al avance.

Sin embargo, ingenieros de finales de los ’60 se preguntaron ¿y porqué no hacer un coche en el que su propia superficie, su carrocería, sea el perfil inverso?
Aquí podéis ver el primer ejemplo de un coche-ala, en el que parte de su carrocería tiene forma de perfil invertido (fijaos en los pontones laterales, no contienen radiadores sino que tienen esa forma para intentar crear Downforce)

http://www.f1-legend.com/histoire/voitures/70march701.htm

La idea no prosperó y el coche no fue un gran éxito. Era más eficaz colocar unos anchos alerones que trabajaran correctamente que esas estrechas alas. Otra pega que tenía es que debido a su gran distancia al suelo, no aprovechaba el “efecto suelo” Este efecto aparece al acercar mucho un ala invertida en movimiento al suelo; entre el ala y el suelo se produce una caída de la presión del aire que provoca que el ala quiera pegarse al suelo. Debido a este efecto es que existe una limitación en la altura mínima a la que puede estar el alerón delantero de un F1, 10 cm creo, y si te pasas para abajo, descalificado (como Coulthard en Brasil el año pasado)

A mediados de los ’70 Peter Wright, el creador del March 701 de antes, y que estaba trabajando para Lotus sufrió una curiosa anécdota. Mientras trabajaba en el túnel de viento en una maqueta, los pontones de ésta no dejaban de retorcerse, y en un intento de que permanecieran quietos, unió los bordes laterales al suelo (¿lo imagináis? Visto de frente la panza del coche era como un túnel) De pronto el coche se aplastó al suelo, y los datos que midieron fueron increíbles; tenía tanto Downforce que repitieron las medidas varias veces antes de estar seguros.

La causa de la mejora era que evitando que el aire se metiera debajo del coche por los laterales, conseguían que la zona de bajas presiones se extendiera a lo largo y ancho de toda la superficie del coche, y funcionara correctamente el concepto de coche ala. Es como intentar sorber por una pajita con agujeros...el aire se cuela por estos y no consigues la suficiente depresión para hacer subir el líquido. Si cerramos la pajita (el fondo del coche) la depresión no se pierde por el aire que entre desde los laterales.
A estos cerramientos se les conocía como ”faldas” y podéis verlas en el primer coche que las llevo, el Lotus 78 de 1977.

http://www.f1-legend.com/histoire/voitures/77lotus78.htm

Por lo tanto, el aire entraba por la zona delantera, se aceleraba debajo del coche (su presión bajaba) y volvía a salir por la parte trasera. Esa caída de presión era la que pegaba el coche al suelo. (Presión*Area=Fuerza)
En esta imagen podéis ver el túnel que quedaba por debajo del coche, y como las faldas a ambos lados rozan contra el suelo en todo momento para mantener esa zona aislada.

http://www.f1-grandprix.com/photos/france79_jabouille.jpg

Podéis ver también que el alerón delantero era ridículo e incluso a veces no se ponía.

http://www.f1-grandprix.com/photos/79brapiquet.jpg

Debido a la forma de ala de los pontones (tenían una boca en la parte delantera y los radiadores dentro) el centro del empuje estaba adelantado, por lo que mientras que el alerón trasero tenía que mantenerse para equilibrar ese empuje, el delantero era prescindible, y en ocasiones se colocaba al reves, tal era la fuerza que el fondo ejercía que por mucho alerón trasero que le pusieran, el coche estaba desequilibrado (asi que ojo los amantes del tuning a poner alerones a vuestros coches...un coche que va de miedo a 80 puede desequilibrarse a alta velocidad debido a elementos puestos a ojo y ser muy peligroso)

Para que os hagáis una idea, en tres o cuatro años se cuadruplicó la carga aerodinámica de los F1 ¡sin aumentar la resistencia al avance!

La pega de todo esto era que si por un bordillo o un bache o la rotura de una falda, se perdía ese efecto suelo, el coche perdía tanta carga que se salía de la pista violentamente. Además, para que todo funcionara correctamente, la altura al suelo y el ángulo de ataque de la carrocería debían ser constantes en todo momento lo que provocó un progresivo endurecimiento de las suspensiones, hasta el punto de que fueron los propios chasis los que comenzaron a torsionar y retorcerse. Éste y no otro motivo fue el que propició la entrada en el mundo de la F1 de los monocascos de materiales composites para aumentar su rigidez.

Tras varios accidentes (la muerte de Villeneuve y de Paletti y el gravísimo accidente de Pironi) en 1983 la FIA prohibió los coches ala para reducir el elevadísimo paso por curva y obligó a que los coches tuvieran el fondo plano (es decir, se acabaron los perfiles de ala en la panza del coche y las faldas) Este no fue, sin embargo el final del efecto suelo, pero la manera de conseguirlo tuvo que cambiar.

Aquí entraron en juego los difusores traseros, pero eso lo cuento otro día.

Hoy en día los coche yankis de la CART y la IRL mantienen pontones con forma de ala (sin faldas eso si) pero muy regulados. También la nueva Fórmula Nissan tiene este tipo de pontones para aumentar su Downforce.

Como siempre, comentarios, rectificaciones y sugerencias son bienvenidos.

[Marzal]

Bueno, vamos a probar

Arranco este topic para todos los chalados que gustandonos la F1 y todo lo relacionado, lo que realmente nos llama la atención es el aspecto técnico del mundillo (aquí... un estudiante de ingeniería...)

Como ejemplo de mi "enfermedad", he leido hace poco "Competition Car Downforce" de Simon McBeath (explica de una forma muy sencilla la mayoría de los elementos aerodinámicos de los F1) y ahora estoy con "Competition Car Suspension" de Allan Stanisforth. Tengo esperando la "biblia" "Race Car Vehicle Dynamics" de Milliken & Milliken pero solo he leido unos capitulos por ahora (es enooorme).

Lo dicho, para todos los que ademas de admirar a Fangio, Hill, Lauda, Senna o Montoya, tambien ponemos con mayuscula a Chapman, Murray, Donohue (fantástico su "The Unfair Advantage"), Wrigth o Newey; escribid alguna cosilla y así me hago a la idea de cuantos más como yo andais por ahi.

Solo para los mas "afectados", podeis verme el careto en la sección FORUM en el número de Marzo de 2002 de la revista "Racecar Engineering" junto a un Lotus 88 "Twin-Chassis"