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Tendencias en el diseño de las salidas de los escapes

Miércoles, marzo 23rd, 2011

En los monoplazas construídos para esta temporada el tema que más ha dado que hablar ha sido la posición de las salidas de los escapes, pero… ¿porqué?

El fondo del monoplaza junto al difusor producen la mitad del apoyo aerodinámico de un F1 sin producir apenas resistencia, así que la aerodinámica de la parte que no vemos de los coches es clave para lograr los mejores tiempos por vuelta. En 2009, cuando se introdujeron nuevas normas para limitar el apoyo aerodinámico intentando favorecer los adelantamientos, Brawn GP, Williams y Toyota encontraron una laguna del reglamento para que sus difusores generaran más apoyo creando unas aberturas entre el plano de referencia (plano en el que se encuentra el patín central) y el plano escalonado que alimentaban de aire el piso superior de los difusores. Esto les permitió que el difusor más pequeño que exigía el reglamento (175mm de altura) trabajara como uno más grande para generar más apoyo. Otros equipos pronto les siguieron, y el año pasado todos los equipos aprovecharon esta laguna del reglamento.

Doble difusor

Doble difusor


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Difusores soplados por el escape

Jueves, julio 1st, 2010

En el 2010 el difusor sigue siendo una pieza clave en el diseño de un F1. Aprovechar al máximo la creación de una zona de baja presión debajo del monoplaza es tan importante como siempre, sobretodo después de que en 2009 se introdujeran nuevas normas para la reducción del apoyo aerodinámico. El año pasado vimos cómo los equipos aprovechaban una laguna del reglamento para crear el doble-difusor, con entradas adicionales de aire que alimentaban salidas cada vez más grandes. Pero ha tenido que ser, cómo no, Adrian Newey, el que desempolvara el libro de la historia técnica para reinventar un concepto que había sido casi olvidado. El año pasado lo hizo con la suspensión trasera de tirantes, y este año con el difusor soplado por el escape. Los gases de escape logran que un mayor caudal de aire pase por el difusor, aumentando la carga aerodinámica. Ahora, muchos equipos, que también conocían este concepto, se apresuran en copiarlo.

Escapes del Red Bull RB6

El difusor es un dispositivo simple, un conducto divergente en el que el aire se acelera creando una zona de baja presión que succiona el coche contra el suelo. La FIA ha actuado en varias ocasiones desde mediados de los ochenta para limitar su potencial reduciendo su altura y longitud. Además del propio flujo de aire que pasa por él, el mayor desarrollo en los últimos años ha estado en el flujo que pasa por encima de él, flujo que ayuda a una mayor velocidad de salida del aire bajo el difusor aumentando su eficacia. Éste es el motivo por el que los pontones de un F1 son cada vez más pequeños y bajos, dejando al difusor cada vez más expuesto; cuanto mayor sea el flujo que pasa por encima del difusor, mayor capacidad tiene para extraer aire de debajo de él.

Sin embargo, en la parte trasera del coche tenemos otra poderosa fuente de flujo de aire, los escapes. Los gases provenientes del escape pueden conducir el flujo a través del difusor, ya sea soplando en su interior o sobre su parte superior. Como hemos comentado, la solución no es nueva, y en 1983 Renault ya explotaba esta idea sacando los gases de su motor turbo a través del difusor. La mayoría de equipos tomaron buena nota, experimentando muchos años con diferentes posiciones de las salidas de los escapes en relación al difusor.

Adrian Newey con Christian Horner

Pero cuando desparecieron los motores turbo, los gases del escape de los motores atmosféricos ya no estaban suavizados por el turbo, haciendo que el flujo fuera más brusco según si el piloto aceleraba o no. Cuando aceleraba el apoyo aerodinámico era elevado, pero al levantar el pie del acelerador el flujo disminuía mucho. Para evitar esta sensibilidad los equipos fueron trasladando los escapes para que soplaran sobre el difusor para después alejarlos definitivamente de allí debido a que los motoristas exigían a los diseñadores tubos de escape muy cortos.

Adrian Newey volvió al difusor soplado con el muy experimental McLaren MP4-18 en 2003, colocando los escapes para que soplaran por los canales laterales hacia el canal central (dibujo de abajo), pero diversos problemas técnicos hicieron que aquel coche nunca compitiera. Aquel F1 fue sustituido por el MP4-17D y el MP4-19, ambos con escapes convencionales.

Posición de los escapes en el difusor del McLaren MP4-18

Este año, el Red Bull RB6 tiene un difusor soplado, pero en el equipo se esforzaron mucho en tratar de impedir que sus rivales lo copiaran. En la presentación del RB6 y en los primeros tests lucía los escapes convencionales del RB5, pero en el último test antes de que comenzara la temporada, los escapes se desplazaron hacia el fondo del monoplaza, simulando ingeniosamente con unas pegatinas que los escapes seguían estando en el mismo lugar de antes. Pero no consiguieron engañar a los observadores…

Los escapes de este tipo necesitan trapecios de suspensión elevados para soplar por debajo de ellos evitando problemas de calentamiento en las piezas de fibra de carbono y es por ello que la introducción de los escapes bajos exige cambios en la suspensión trasera. Muchas veces estas piezas se protegen con una película de oro o un acabado cerámico que refleje el calor.

Parte trasera del Red Bull RB6

Un efecto secundario pero también beneficioso de estos escapes está en el calentamiento de los neumáticos traseros. Es interesante comprobar cómo Red Bull ha jugado para variar este efecto. El RB6 tiene un nervio en el suelo entre el escape y el neumático trasero pero en Canadá, donde los neumáticos no alcanzaban la temperatura idónea, este nervio se retiró.

Hasta ahora hemos visto a Ferrari, Renault y Mercedes copiar este sistema, y en Silverstone se espera que lo hagan McLaren y Williams.

Fuente: ScarbsF1, fotos: google y daylife

GP de Bahrein 2010: Novedades técnicas

Martes, marzo 16th, 2010

GENERAL

La FIA va a aclarar antes del GP de Australia un aspecto técnico que está generando controversia. Según la normativa técnica, los difusores pueden tener un agujero del tamaño mínimo para poder meter el aparato que arranca el monoplaza, y normalmente suele ser un simple agujero redondo. El problema es que algunos equipos han diseñado un agujero con forma de elipse de considerable tamaño que produce un beneficio aerodinámico. Durante el GP de Bahrein la FIA instó al menos a dos equipos a que modifiquen su difusor (McLarenMercedes) antes del próximo Gran Premio.

Agujero en el difusor para introducir el arrancador

FERRARI

Llantas del Ferrari F10

Para la temporada 2010, la FIA prohibió los tapacubos de fibra de carbono que se pusieron tan de moda en el 2009. Para lograr un efecto similar, Ferrari ha diseñado unos aros (en amarillo en el dibujo) que realizan una función aerodinámica. Los anillos son desmontables (dibujo principal), pero para que el invento sea legal, se hacen del mismo material que la llanta. Como las llantas hay que homologarlas y no se pueden modificar en toda la temporada (excepto por motivos de seguridad o fiabilidad), los rivales no podrán copiar el sistema.

Alerón delantero Ferrari F10 en Bahrein 2010

Durante los tests de Barcelona, Ferrari presentó un nuevo alerón delantero en su F10. Comparándolo con la versión anterior (dentro del círculo), podemos ver que cuenta con una pequeña aleta en la parte trasera de la deriva lateral (1) y un nuevo flap con una pequeña deriva lateral (2).

Fernando Alonso en Bahrein 2010

RED BULL

Escapes del Red Bull RB6

Red Bull ha cambiado de lugar las salidas de los escapes del RB6. Lo hizo por vez primera en los tests de Barcelona, e intentando que nadie se diera cuenta, colocaron unos adhesivos simulando que seguían estando donde estaban antes (en el mismo lugar que el año pasado). Ahora están mucho más bajos,  y se han colocado ahí para aumentar la eficiencia de los canales laterales del difusor. Esta solución podría provocar sin embargo problemas de temperatura en suspensión y neumáticos en la salida o cuando se ruede despacio (por ejemplo, detrás de un coche de seguridad) debido a que la corriente de aire no tendría suficiente fuerza para dirigir los gases de escape como ocurre a alta velocidad.

Frenos del Red Bull RB6

Red Bull ha colocado también las pinzas de freno Brembo en la parte más baja de los discos de freno, para bajar todo lo posible el centro de gravedad. Normalmente los equipos colocan las pinzas en la parte trasera debido a que en esa posición se refrigeran mejor, y es curioso que Red Bull haya conseguido colocarlos así ahora que los frenos sufren más por el mayor peso de los coches y del combustible. Como podréis observar son soluciones que pueden comprometer la fiabilidad… ¿os suena?

Foto difusor: Scarbsf1/Fuente y gráficos Ferrari y escapes Red Bull: Formula1.com/Fuente y foto frenos Red Bull: f1technical/Foto Ferrari: Daylife