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Artículos sobre técnica de F1

El alerón de la polémica

Domingo, Marzo 7th, 2010

Los rivales de McLaren están “mosca” por las innovaciones técnicas que ha mostrado el McLaren MP4-25 en su alerón trasero en los tests de Barcelona. Pero, ¿qué es lo que hace este nuevo alerón?

El alerón trasero de un F1 produce alrededor de una tercera parte del apoyo aerodinámico total de un F1 y permite altas velocidades de paso por curva rápida, aunque en las rectas es un “lastre” que frena al monoplaza por la resistencia aerodinámica que ofrece. Lo ideal sería que el alerón hiciera su trabajo en curvas y en frenadas pero que no existiera en las rectas, algo que podrían lograr si fueran legales los alerones traseros móviles.

Que un alerón trasero sea fijo obliga a los equipos a buscar un compromiso dependiendo del circuito en el que se está compitiendo para  configurarlo de tal forma que ofrezca una buena relación entre agarre en curva y resistencia aerodinámica en las rectas para buscar ser lo más rápido posible a lo largo de toda una vuelta. ¿O eso era hasta ahora?

McLaren parece haber logrado el alerón ideal. Ofrece apoyo aerodinámico en las curvas pero no crea apoyo ni resistencia aerodinámica en las rectas, pero ¿cómo es posible?

Como podeis ver en este gráfico, cuando aumenta la velocidad del aire que pasa por debajo de un ala, el flujo de aire tiene tendencia a separarse del alerón, reduciendo su eficiencia. Si aumenta más aún la velocidad, ese flujo de aire se “rompe” del todo, entrando el alerón “en pérdida” y reduciéndose drásticamente el apoyo y la resistencia aerodinámica que crea.

Para evitar este problema, los F1 montan un flap por detrás del ala principal que permite un flujo de aire limpio para que el alerón trabaje normalmente.

La idea de McLaren ha sido la de intentar conseguir que el alerón trabaje normalmente en curva y frenada pero que entre “en pérdida” en las rectas, lo que le permite aumentar la velocidad del coche en unos 10 km/h. Para conseguirlo, el MP4-25 canaliza un flujo de aire por el interior de la aleta de tiburón que sopla por una ranura que hay en el flap del alerón trasero y que consigue que a alta velocidad éste entre “en pérdida”. Lo que parece tremendamente complicado es ajustar ese soplo para conseguir que entre en pérdida únicamente en las rectas, lo que explicaría porqué McLaren colocó varios sensores en su coche en los tests para estudiar los flujos de aire.

Más intrigante aún es un rumor que ha corrido por el paddock. Se dice que el aire que es canalizado por la aleta de tiburón hacia el alerón trasero es alimentado por la entrada de aire que “casualmente” presentaba el McLaren delante de la cabeza del piloto cuando estrenaron el nuevo paquete aerodinámico en Barcelona. Pero lo intrigante no es eso, sino que el piloto podría en las rectas manipular con la rodilla izquierda el conducto por el que circula ese aire, para conseguir que el alerón entre “en pérdida” y lograr ese extra de velocidad. Después, al llegar a la curva y comenzar a frenar, el piloto movería otra vez el pie para recuperar el downforce necesario para las curvas.

Si esto fuera cierto, cualquier acción del piloto que alterara la aerodinámica del coche entraría dentro de un vacío legal que podría originar protestas en Bahrein. Las ideas de los ingenieros siguen poniendo en aprietos a los que crean las normas…

Foto 1: Grandprix/Foto 2: F1technical/ Fuente, dibujos y foto entrada de aire: scarbsf1/ Foto sensor alrón trasero: GPUpdate

Detalles aerodinámicos del McLaren MP4-25

Lunes, Marzo 1st, 2010

Desde que la pasada temporada aparecieran los dobles-difusores, cada vez es más evidente que controlar el flujo de aire que pasa bajo el coche es actualmente la cuestión más importante para el buen rendimiento de un monoplaza debido a que produce mucha carga aerodinámica (downforce) a costa de poca resistencia al avance (drag).

Ese flujo de aire se expande en el difusor, lo que provoca una reducción de la presión, succionando el coche contra el suelo. Pero no sólo es importante lo que sucede dentro del difusor; el flujo de aire que pasa por encima de la parte trasera del monoplaza es fundamental para que todo el conjunto funcione. La zona que está debajo del alerón trasero y encima del difusor está diseñada para lograr la mayor velocidad del flujo de aire, para crear una zona de baja presión a la salida del difusor que hace que éste sea más eficiente.

Aquí podemos apreciar las soluciones aerodinámicas empleadas en la parte trasera del MP4-25. A diferencia del Ferrari F10, han desplazado las salidas del escape hacia la parte trasera del coche (flecha roja grande), mientras que el aire que circula por dentro de la carrocería para enfriar los radiadores (flecha azul) también es utilizado en beneficio de la aerodinámica. Dirigido hacia el plano inferior del alerón trasero y el difusor (flechas rojas pequeñas), aceleran la corriente de aire sobre el difusor, “bombeando” el aire que sale de él.

La aleta de tiburón que monta el MP4-25 tiene dos objetivos: dirigir el aire recto hacia el alerón trasero en las curvas, para mejorar el downforce, y reducir la baja presión que se crea sobre la cubierta del motor y que disminuye el apoyo aerodinámico.

En la parte frontal, destacan las derivas laterales y la placa divisora del flujo (flecha negra). Las derivas laterales, que hacen circular el aire “esquivando” las ruedas delanteras, son muy complejas y similares a las que probó McLaren en 2009 pero nunca empleó en carrera. La utilización de la placa divisora de flujo de aire ha causado sorpresa ya que sólo Williams la empleó el año pasado. La teoría es que sirve para separar el flujo de aire que va hacia las entradas de aire de los pontones y el que va hacia al suelo para alimentar al difusor. Algunos en cambio piensan que esta solución, así como algunas de las complejas formas que acabamos de explicar pueden sufrir falta de consistencia, es decir, que no trabajen adecuadamente en toda la gama de velocidades y de curvas. El tiempo y las evoluciones que sufra el MP4-25 a lo largo de la temporada nos lo desvelarán.

Fuente y gráficos: formula1.com/Foto 1: GPupdate/Foto2:Daylife

Detalles técnicos del Ferrari F10

Lunes, Febrero 22nd, 2010

Si hace unas semanas os ofreciamos la comparativa entre el Ferrari F10 del 2010 y el F60 del 2009, hoy os mostramos dos interesantes detalles técnicos sobre el nuevo F10.

El primero es un giro del motor elevándolo de la parte trasera para dejar más espacio libre al doble-difusor. Aunque este giro de 3,5 grados (1) eleva ligeramente el centro de gravedad del coche, se compensa con la mejora aerodinámica que produce al poder diseñar un difusor de mayor tamaño. Este giro del motor es uno de los motivos por los que las salidas del escape están más adelantadas que antes (2).

Existe un curioso precedente en cuanto a este giro del motor, ya que en 1979 el Arrows A2 empleaba la misma solución al girar 4 grados el suyo para lograr idéntico objetivo (dibujo de abajo).

Otro detalle interesante del F10 es el sistema diseñado para realizar los cambios de ruedas lo más rápido posible. Si hasta el año pasado no era relevante el tiempo de cambio de neumáticos puesto que se hacía en un tiempo inferior al llenado del depósito de combustible, con la prohibición de repostar gasolina la cosa cambia. La rapidez en el cambio de neumáticos será vital y determinará el tiempo de parada, y equipos como Williams han declarado que ya han logrado cambiarlos en menos de tres segundos.

Por eso, Ferrari ha diseñado esta tuerca en forma de cono para acoplarse mejor a la pistola atornilladora, y que incorpora el fijador que actúa automáticamente al introducir la pistola para realizar el cambio.

Fuente y dibujo giro motor: Formula1.com/Fuente tuerca: el pais/Foto tuerca: auto123/Foto Massa: daylife

El Red Bull RB6 “hace sitio” al difusor

Lunes, Febrero 22nd, 2010

Al igual que Ferrari, Red Bull ha hecho varios cambios en su RB6 para ganar más espacio para su doble-difusor. Aunque había dudas de si el RB6 seguiría montando la suspensión por tirantes del RB5 porque dificulta el diseño de un doble-difusor eficaz, Adrian Newey ha decidido mantenerla realizando algunos cambios en la misma y en la caja de cambios.

El cambio más importante está en la elevación de la posición de la caja de cambios (ver el área amarilla del dibujo), para dejar más espacio al difusor. También la suspensión trasera está ahora ligeramente más alta respecto al suelo, elevando los puntos de anclaje para que no interfieran con la sección central del difusor.

Fuente y dibujo: Formula1.com/Foto: Daylife

Comparativa entre el Ferrari F10 y F60

Lunes, Febrero 8th, 2010

Como todos los coches del 2010, el nuevo Ferrari F10 (mitad superior del dibujo) muestra muchas modificaciones respecto al monoplaza del 2009. Como resultado de la prohibición de repostar combustible, el aumento de la distancia entre ejes para poder alojar los depósitos más grandes (5) es el cambio más notable. El eje posterior (7) está desplazado hacia atrás unos 20-22 cm.

Observando el morro del nuevo F10, es evidente que los diseñadores de Ferrari han prestado especial atención al Red Bull RB5 diseñado por Adrian Newey, ya que cuenta con una nariz fina (1) y dos “jorobas” en la parte superior iguales a los del RB5.

La suspensión delantera (2) desplaza ligeramente las ruedas delanteras más estrechas (3) hacia atrás para no aumentar demasiado la longitud del coche. Ferrari también ha instalado una pequeña aleta triangular delante de los pontones (4) para dirigir mejor el flujo de aire.

Aunque el motor está situado en torno a 15cm más atrás que en el F60, destacan las salidas del escape (6 o flecha negra en el dibujo de abajo) más adelantadas que antes.

Ferrari vuelve a emplear así una solución que utilizó en el 2005 con el F2005 al adelantar las salidas del escape. En la imagen principal vemos los escapes del F60 del 2009, y dentro del círculo los del nuevo F10 más adelantados para intentar alejar los gases del escape del alerón trasero.

El depósito de aceite, como os informamos hace unas semanas, se ha trasladado de la parte frontal del motor al extremo posterior del monoplaza junto a la caja de cambios, para dejar más sitio para el depósito de combustible.

En cuanto al difusor, Ferrari parece haber realizado la interpretación más extrema del difusor-doble.

Fuente y dibujos: Formula1.com/ Foto 1: Daylife / Foto 2: Racecar engineering

La era turbo

Domingo, Febrero 7th, 2010

En 1976, Renault dio luz verde a la construcción del primer monoplaza de F1 con motor turboalimentado de la era moderna, aprovechando que el reglamento permitía montar motores turbo de 1.500 c.c. frente a los 3.000c.c. atmosféricos. El camino era arriesgado y difícil, pero tras romper muchos motores, el invento acabó funcionando.

Tras debutar en 1977, Renault fue resolviendo todos los problemas que sufrían sus motores, hasta que en Dijon en 1979 Jean-Pierre Jabouille se anotó la primera victoria en F1 de un motor turbo.

En una época dominada por los motores Cosworth de 3.000c.c., todos vieron que aquellos motores eran el camino a seguir. Tenían muchos problemas de fiabilidad y un gran retraso en la respuesta del turbo, pero en el inicio de su desarrollo su potencia ya era superior a la de los atmosféricos, con lo que los equipos se tuvieron que asociar a grandes fabricantes de automóviles para crear sus motores turbo.

Los motores turbo evolucionaron sin cesar, hasta el punto de que en Detroit en 1983 Michele Alboreto lograba la última victoria de un motor atmosférico hasta la prohibición del turbo en 1989. Y ese desarrollo propició la época más salvaje de la F1.

Con motores que en calificación podía llegar hasta los 1.350 cv de potencia y que escupían fuego, los pilotos tenían que pasar como podían por las curvas y cuando el coche estaba recto aplastar el acelerador y rezar. Con unos neumáticos de un tamaño adecuado para coches de 500cv, transmitir aquella caballería al suelo era ciertamente complicado.

En calificación, donde la fiabilidad no era tan importante, se corría sin válvula de descarga y con la presión del turbo a tope. El resultado, además de una potencia infernal, era que en un par de vueltas (si aguantaban), motor, neumáticos y caja de cambios estaban ya para tirar a la basura, haciendo que los costes se dispararan.

El progreso de los motores turbo continuaba, pero las espeluznantes velocidades que se alcanzaban y varios accidentes brutales en los que murieron pilotos como Villeneuve o Depailler, aconsejaron controlar aquellas bestias. Se comenzó reduciendo la capacidad de los depósitos de gasolina y limitando la presión de los turbo, pero aún así, gracias al desarrollo, los motores turbo pasaron de ofrecer en carrera 600cv en 1983 sin límite de gasolina, a 900cv con el límite de 220 litros.

El enorme gasto que suponía montar estos motores provocó una gran división entre grandes equipos apoyados por un fabricante y los que tenían menos recursos, por lo que la FIA decidió prohibir los motores turbo a partir de 1989, dando fin a aquella loca época de fuerza bruta.

Fotos: Google

¿Será más difícil adelantar con los coches del 2010?

Jueves, Enero 21st, 2010

Los cambios técnicos que se introducirán en el 2010 podrían dificultar los adelantamientos. Y es que sólamente con reducir la anchura de los neumáticos delanteros, toma mayor importancia la aerodinámica y además la mejora, justo lo contrario de lo que la FIA ha estado intentando para facilitar los adelantamientos.

La pérdida de agarre mecánico por el neumático más estrecho hará que el agarre aerodinámico cobre mayor importacia en relación al mecánico, y no sólo eso, sino que el neumático más estrecho permitirá que fluya más aire entre la rueda y el chasis, lo que mejorará significativamente el downforce producido. Se espera que la mejora de la aerodinámica de los monoplazas supere ampliamente a la pérdida de agarre mecánico por los nuevos neumáticos delanteros, con lo que los coches serán más rápidos que los del 2009, quizás hasta medio segundo a igual carga de gasolina.

La prohibición de repostar combustible en carrera, también cambiará las estrategias. El monoplaza y el estilo de pilotaje del piloto tendrán que saber cuidar los neumáticos, no sólo por los 220 litros de gasolina con los que saldrán en carrera, sino también porque los stints serán más largos. Los pilotos que sepan llevar rápido el monoplaza consumiendo menos también tendrán una buena ventaja.

La espectacularidad de las calificaciones será mucho mayor con los coches prácticamente vacíos de combustible, y será interesante comprobar cómo alcanzan los equipos el compromiso de regular la altura del coche respecto al suelo. En calificación se rodará sin gasolina, y en carrera saldrán muy cargados, pero el coche entra en parque cerrado entre la calificación y la carrera, con lo que no se pueden cambiar los reglajes. Un coche reglado muy bajo sería más rápido en calificación, pero rozaría demasiado con el suelo al salir cargado de gasolina el domingo.

Los “pequeños” cambios no se pueden por lo tanto menospreciar, porque cambiarán el modo de abordar la calificación y la carrera.

Fotos: Grandprix