2. La aerodinámica es una rama de la
dinámica de fluidos que estudia el
comportamiento del fluido que baña un
cuerpo sólido en movimiento. Una de
las leyes fundamentales de la dinámica
de fluidos es el principio de Bernouilli.
La aerodinámica se ha convertido en la clave para el éxito en la
Fórmula 1 y es por eso que se investiga cada año. Los
diseñadores tienen principalmente dos objetivos a la hora de crear
un mono-plaza Conseguir la mayor carga aerodinámica
(downforce) y minimizar la resistencia al avance (drag). El
equilibrio entre los dos puede llegar a ser determinante para que
un mono-plaza sea o no competitivo.
3. Los alerones de un F1 operan igual que las alas de un avión pero
al revés. Y gracias al principio de Bernoulli produce la carga
aerodinámica empujándolo hacia abajo. La carga aerodinámica es
mayor cuanto mayor sea la velocidad del monoplaza. La carga
aerodinámica o downforce permite tener altas velocidades por
curva y pasar de 160km/h a 300km/h.
Por ejemplo, la diferencia en configuración aerodinámica entre
Mónaco (sin tramos rectos y lento) y Monza (alta velocidad punta
alta)
4. Las turbulencias generadas por los
alerones y las ruedas al descubierto, así
como el flujo de aire necesario para
refrigerar el motor y los frenos ralentizan a
los F1.
Esta temporada, la reducción del drag
cobra más importancia que hasta ahora por
la prohibición de repostar combustible en
carrera. Al reducir la resistencia al avance el
consumo de gasolina disminuye, por lo que
los equipos trabajan en ello para poder
comenzar las carreras con menos kilos en
sus depósitos.
5. Los pontones se usan en los coches para reducir las vibraciones
estructurales. Lo que se traduce en estabilidad estructural y facilidad para
el piloto, que no temblará tanto por este motivo. Es en los pontones donde
se colocan las branquias de refrigeración, los escapes y también las aletas
de pontón.
Las aletas de Pontón son uno o varios
dispositivos aerodinámicos que producen
una gran cantidad de empuje, pero como
no es necesario se intenta: Canalizar
mejor el aire a los radiadores, separar el
flujo de aire a las ruedas traseras, dirigir el
flujo de aire al alerón trasero, evacuar el
aire caliente de los radiadores y empuje
vertical
6. La tapa motor es la parte
que se eleva desde la
zona “horizontal” de los
pontones. No se suele
llevar ningún tipo de
aditivos aerodinámico,
pues no tiene puntos
resistentes para la
transmisión de fuerzas al
cuerpo del vehículo, claro
que esporádicamente
colocan algún aletín de
estabilización.
7. El objetivo de del fondo plano es hacer que circule la menor
cantidad de aire posible por debajo del coche, para que el dowforce
del monoplaza aumente.
La normativa dice que tiene que haber una distancia mínima de 100
mm entre el fondo plano y el asfalto.
8. Uno de los elementos más importantes de un Fórmula 1 que
proporciona un tercio de toda la carga aerodinámica
Su principal función es desviar el aire alrededor de los neumáticos
delanteros y se ajusta al estilo de pilotaje de cada piloto para
buscar el equilibrio. El alerón delantero está formado por el plano
principal y un número ilimitado de secciones por detrás, conocidos
como flaps.
El plano principal y los flaps forman un
ángulo respecto al flujo de aire y
cuanto mayor sea el ángulo mas carga
producirán. La proximidad a la pista es
afecta al rendimiento del alerón y su
posición optima es de 75 mm por
encima del suelo.
9. Flaps: Elementos colocados a
los laterales del plano principal.
Su función es generar apoyo
aerodinámico o dirigir mejor el
flujo de aire.
Sección central: Elemento
impuesto por la FIA para
facilitar los adelantamiento que
mide 50 cm de ancho y no
ofrece apoyo y esta prohibido
inclinarla.
10. Flexibilidad: Las normas dictan una posición alta de los alerones
delanteros y los equipo buscan el efecto suelo aprovechando la
flexibilidad del alerón con la fuerza del viento. La FIA hace un test
para impedirlo, pero los equipos se las ingenian para pasar los
controles y que sigan flexionando en la pista.
Deriva lateral: Su función es
impedir que el aire superior es
inferior se mezclen con el
objetivo de conservar la alta
presión encima y la baja
presión debajo
11. El chasis de un vehículo es la estructura en la que se montan y
sujetan los demás componentes. Soporta sus cargas y ofrece una
resistente protección en caso de accidente. El chasis de los
Fórmulas 1 están compuesto de fibra de carbono.
En la construcción de un
chasis existen tres
parámetros fundamentales:
ligereza (proporciona más
potencia y velocidad al
vehículo), rigidez (ha de ser
resistente a impactos) y
economía.
12. Su función es solucionar inestabilidades, vibraciones o decaimientos
de rendimiento en elementos que están por detrás en el flujo de
aire, y como ocurre siempre, son elementos añadidos tras la
detección de una anormalidad en algún sitio posterior.
Debido a que cada coche
tiene sus “defectos”, a
cada uno de los tipos que
aparecen se les suele
poner un nombre
particular. Ejemplos de
ello son: tabiques, orejas,
aletas…
13. Los deflectores al contrario que otros elementos aerodinámicos no cumplen
la función de generar apoyo o “downforce” es decir no se encargan de
empujar el coche hacia abajo. Los deflectores tienen dos funciones:
La primera sería la de canalizar el aire hacia los pontones para mejorar la
refrigeración.
La segunda cualidad sería la de orientar los flujos de aire por debajo del
coche, sobretodo por la zona de los pontones orientando el flujo del aire
hacia su parte inferior mejorando así el apoyo aerodinámico.
14. La mayoría de los túneles de viento de la industria automovilística
son una instalación que consiste en un circuito cerrado donde el
aire es acelerado por una turbina y que cuentan con una zona en
la que se establece el área de pruebas, que es donde se
colocarán las maquetas de los vehículos sobre los que se van a
efectuar los ensayos.
15. El aire es soplado o aspirado a través de un conducto equipado con rejillas
estabilizadoras al comienzo para garantizar que el flujo se comporte de
manera laminar o con obstáculos u otros objetos si se desea que se
comporte de forma turbulenta. Los modelos se montan para su estudio en
un equipo llamado balanza a la cual están adosados los sensores que
brindan la información necesaria para calcular los coeficientes de
sustentación y resistencia, necesarios para conocer si es factible o no
emplear el modelo en la vida real. Además son empleados otros dispositivos
para registrar la diferencia de presiones en la superficie del modelo en
cuestión.
16. El túnel de viento sirve para estudiar el comportamiento aerodinámico
del coche: calcular coeficientes aerodinámicos, fuerzas aerodinámicas,
centro de presiones y momentos aerodinámicos. A continuación
veremos como se calculan estos factores y como influyen en la
estabilidad y el rendimiento del vehículo
17. Lo primero que se ha de hacer es una
maqueta a escala del vehículo sobre el
que se van a efectuar las
correspondientes pruebas. Esta maqueta
se llena de transductores (sensores) de
presión por gran parte de su superficie.
El objetivo es obtener una distribución
de presiones a partir de la cual calcular
numéricamente fuerzas.
En cada punto de la superficie del
vehículo se producen dos fuerzas que
tienen que ver con su movimiento en un
fluido como es el aire. Una es la fuerza
de presión que ejerce el fluido (normal a
la superficie) y otra la fuerza de
rozamiento con el fluido debida a efectos
viscosos (tangencial a la superficie).
18. Dispositivo de salida de aire situado en la parte inferior trasera del
coche con gran influencia aerodinámica. La salida controlada del
aire genera una corriente de aire por debajo del coche que
proporciona un downforce y por lo tanto el 25% de la fuerza de
agarre, crítico en las curvas rápidas.
19. El aire al ser un material incompresible y el caudal es constante se
produce el Efecto Venturi. En la S1 la velocidad (v1) es pequeña y en S2
la V2 es mayor (esto se produce para conservar el caudal). Entonces
Venturi dice que la energía se conserva por lo tanto la presión varía, en
la S1 la presión es más grande que en la S2 (los materiales tienden a ir a
las zonas de menor presión como el pasa al líquido azul)
El funcionamiento de un difusor
consiste en variar la velocidad y
presión del aire para aprovechar las
ventajas del Efecto Venturi
20. Este efecto se emplea en el difusor
como podéis ver en la imagen. La
presión es menor mientras el color es
más azul, y mayor si el color es el rojo.
El difusor es un secreto entre los
equipos y su diseño ha creado
mucha polémica debido a la
posible ventaja de algunos
equipos que los diseñan fuera
del reglamento.
21. Consiste en un ajuste en el alerón trasero, que cambia su forma
facilitando los adelantamientos. Los pilotos pulsan un botón en
el volante para activarlo. En ese momento, el alerón se abre en
su mitad superior hacia adelante, como un buzón. Esa apertura
permite que se reduzca la resistencia al viento, se reduce la
carga aerodinámica, aumentando la velocidad.
22. El mecanismo de activación del DRS es el siguiente; cuando el
piloto entra en la zona en la que se permite el sistema, si está a
menos de un segundo del coche de delante la FIA activa el sistema
electrónico para que pueda ser usado. El piloto pulsa el botón que
lleva en el volante con dichas siglas. Mediante un sistema hidráulico
se mueve la aleta trasera y pasa de estar cerrada a estar abierta.
Para desactivarlo hay dos opciones: o pisar el pedal de freno o
soltar el botón de activación del DRS, lo que ocurra en primer lugar.
23. KERS (Kinetic Energy Recovery
System – Sistema de Recuperación de
Energía Cinética. El dispositivo
recupera la energía cinética que está
presente en el calor de desecho
creado por el proceso de frenado del
vehículo. Se almacena esta energía y
la convierte en energía que puede
llegar a aumentar la aceleración del
vehículo.
25. Está basado en un volante de inercia (flywheel), es decir, un elemento
totalmente pasivo, que únicamente aporta al sistema una inercia
adicional de modo que le permite almacenar energía cinética. Este
volante continúa su movimiento por inercia cuando cesa el par del
motor que lo propulsa. Es una pieza cilíndrica que tiene la mayoría de
su masa en la periferia, esto hace que su momento de inercia sea
muy alto pero una vez hecho el cilindro tiende a girar por si solo y
tarda en frenarse.
