El nuevo F-duct de McLaren
hace 15 años
No deja de ser una sorpresa que McLaren, el equipo que inventó el F-duct, cambie su configuración copiando a algunos de los equipos que a su vez copiaron a McLaren, además cuando sólo quedaban cuatro carreras para poder utilizar el sistema que en 2011 estará prohibido.

El cambio está en la posición de la ranura a través de la cual sopla el aire canalizado por el conducto-F. La versión empleada hasta ahora por McLaren soplaba a través de una ranura situada en la parte posterior del flap que está situado detrás del plano principal del alerón trasero, pero la nueva versión sopla a través de una ranura situada en la parte inferior del plano principal.

Mientras que Ferrari y Red Bull siguieron a McLaren soplando sobre sus flaps, cuando Sauber copió el sistema hizo que soplara en el plano principal, como después hicieron Force India, Renault y Toro Rosso. Ahora McLaren parece haber visto un beneficio en soplar a través del plano principal para mejorar la eficiencia aerodinámica, y como por falta de kilometraje para probarlo decidieron no utilizarlo ni en calificación ni en carrera, el nuevo alerón podrá ser empleado en un máximo de tres carreras.
Para comprender mejor cómo reduce la resistencia aerodinámica del alerón trasero el F-duct, vamos a profundizar algo más sobre el funcionamiento del propio alerón trasero. El alerón proporciona mucho downforce o apoyo aerodinámico, que es el efecto buscado para lograr más agarre, pero como efecto secundario no deseado produce mucho drag o resistencia aerodinámica.
Cuanto más apoyo produce, más resistencia genera, limitando por lo tanto la velocidad máxima. La resistencia creada es enorme, mayor que la que crearía una caja en la que pudiéramos meter el alerón completo, pero ¿porqué? El área frontal es determinante en la resistencia generada, es decir, si miramos un coche o un alerón de frente, cuanto mayor sea el área que vemos (más ancho o más alto) mayor es la resistencia creada. Y un alerón trasero de F1 tiene una forma para generar gran carga aerodinámica que crea un flujo de aire saliendo del alerón que extiende invisiblemente el área frontal. Esta extensión invisible proviene del aire empujado hacia arriba de la parte central del alerón, y los vórtices que salen en forma de espiral de los extremos del alerón hacia los laterales, que son los que generan mayor resistencia. Estos vórtices se pueden llegar a ver saliendo del los extremos laterales del alerón, y son tan perjudiciales para la eficiencia aerodinámica que por eso los equipos reducen el ángulo del ala cerca de las derivas laterales y colocan ranuras en las derivas para reducir estos vórtices.

Lo ideal sería tener un alerón con gran ángulo de ataque para tener un buen agarre en las curvas, y un alerón plano en las rectas para tener mayor velocidad ya que en ellas no es necesario más agarre. Como la aerodinámica móvil está prohibida (el año que viene sí que tendremos alerones traseros móviles para facilitar los adelantamientos), el F-duct hace el mismo efecto, facilitando el compromiso entre agarre y resistencia aerodinámica.
Los equipos saben desde hace mucho tiempo que hacer entrar en pérdida el alerón trasero reduce drásticamente el apoyo generado y por consiguiente, la resistencia aerodinámica. Esto se debe a que el flujo de aire que pasa bajo el alerón no puede seguir sus formas cuando entra en pérdida, reduciendo su efecto sobre él. Muchos equipos han tratado de explotar este efecto haciendo flexionar sus alerones para que el plano principal y el flap se unieran por la flexión, creando al hacer desaparecer la ranura entre ellos una única ala que a alta velocidad entraba en pérdida, pero la FIA lo prohibió con tests de rigidez y un separador que se coloca entre el plano principal y el flap, que impide que se junten.
McLaren pensó en que se podría hacer entrar en pérdida el alerón soplando aire en un determinado ángulo a través de una ranura situada en la parte inferior del alerón. Sólo necesitaban una manera de controlar cuándo soplaba y cuándo no, para lograr el ajuste perfecto de carga aerodinámica en curvas y baja resistencia en las rectas. Ahí entra en acción el piloto, que tapando un conducto puede lograr que el flujo de aire vaya hacia la ranura del alerón o a través de un conducto secundario hacia una zona alejada del alerón.

Si el piloto no tapa el conducto, el aire que entra por el arco antivuelco va por el conducto secundario sin producir prácticamente efecto. Cuando el piloto tapa el conducto, el cambio en la presión dentro del circuito hace que un interruptor de fluído cambie la dirección del aire que entra por el arco antivuelco, enviándolo hacia el alerón trasero. Así se rompen los vórtices que genera el alerón trasero, reduciendo la carga y las resistencia aerodinámica.
McLaren ha tenido hasta ahora la ranura sopladora en la parte trasera del flap, lo que hacía que la entrada en pérdida se realizara bastante tarde, después de que el flujo de aire pasara bajo el alerón. Esta configuración tiene la desventaja de que aún podría generar algo de resistencia por el flujo que pasa bajo el ala, pero tiene la ventaja de que cuando el piloto deja de taponar el conducto rápidamente se reestablece el flujo normal y el máximo agarre.
La nueva disposición, con la ranura en el plano principal del alerón, reduce aún más la resistencia al provocar la entrada en pérdida desde el inicio del paso del aire bajo el alerón, aunque el flujo de aire tarde un poco más en normalizarse cuando el piloto deja de taponar el conducto.
fuente y dibujos: scarbsf1
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Gracias Ion por la explicación: en la atual F1 en necesario que nuestra "cultura técnica" se actualice al mismo ritmo que los coches, porque si no es imposible que comprendamos lo que vemos.
Si no he entendido mal, el nuevo F-duct les hará ser más rápidos en recta y recuperar más eficazmente la carga aerodinámica: este estilo debería favorecer a Hamilton, ya que le dará más oportunidades para meter el morro al final de recta sin el temor a pasarse en la entrada de curva por falta de apoyo aerodinámico.
Corea tiene una recta superlarga (creo que la más larga el mundial) que, por tanto, dará una oportunidad extra a Lewis.
Estaremos al tanto de su funcionamiento. -
Muy interesante reportaje sobre el funcionamiento del conducto F.
Y curioso que McLaren, siendo el inventor del polemico artilugio acabe copiando a los rivales.
Por cierto, miedo me da eso de que con el nuevo sistema el aleron tarde mas en recuperar la carga aerodinamica sabiendo lo agresivo que es Hamilton al entrar en curva (que se lo pregunten a sus frenos).
Lo que no entiendo es porque se va a permitir que el aleron trasero sea movil el año que viene, yo creia que no estaba permitido por seguridad. Imaginaos que el sistema falla y el aleron no se mueve y el coche entra en curva sin carga aerodinamica en el aleron trasero.
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Por otra parte y aunque no tenga nada que ver con el tema, he visto este video en Youtube
http://www.youtube.com/watch?v=Pifm8fE40Yo&feature=aso
donde al parecer Vettel se adelanta ligeramente en la salida del GP de Japon (se ve en torno a los 4'25") curioso que ninguno de los comisarios se diera cuenta y ni siquiera se investigara.
No se supone que los coches llevan una especie de chivato que detecta si se adelantan a la salida.
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Muy bueno, como siempre Ion.
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No confundais líquido con fluido, un fluido también puede ser gas.
El piloto, al tapar un agujero del conducto que tiene entrada por el cop lo que hace es aumentar la presión de aire que fluye por dicho conducto, haciendo que una valvula se cierre, dando paso al aire que entra por la tobera superior hacia el plano del alerón, en lugar de hacia el difusor.
Si se mira fríamente, el concepto es complejo, pero el invento es simple.
22 Comentarios
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Ion
My ilustrativo el artículo, recuerdo que lo expliqué con palabras en otra web hace varios meses, pero no es lo mismo con imágenes.
Ahora con el maestro Homero y sus conocimientos de video animado, se coronaría si hace uno con las líneas de aire como las del Red Bull con el piloto tapando y sin tapar el conducto.
Saludos