La capacidad de un automóvil para maniobrar en el aire tiene un impacto significativo en su velocidad y rendimiento en la Fórmula 1.
Por lo tanto, es crucial diseñar un automóvil con la mejor aerodinámica posible si desea establecer tiempos de vuelta competitivos.
La aerodinámica tiene un impacto significativo en la estabilidad general del automóvil, la capacidad para tomar curvas y el desgaste de los neumáticos, además de la velocidad en línea recta.
Al lograr el equilibrio correcto entre la eficiencia aerodinámica y los demás elementos de desempeño que contribuyen al éxito de un auto de Fórmula 1, el objetivo final es maximizar el desempeño total.
Table of Contents
- 1 Componentes aerodinámicos de un coche de Fórmula 1
- 2 El impacto de las regulaciones aerodinámicas en los diseños de Fórmula 1
- 3 La ciencia detrás de la aerodinámica: dinámica de fluidos computacional
- 4 Aerodinámica activa en Fórmula 1: DRS y F-ducts
- 5 El equilibrio entre la aerodinámica y otros factores de rendimiento
- 6 El futuro de la aerodinámica en las carreras de Fórmula 1
Componentes aerodinámicos de un coche de Fórmula 1
Aquí hay una breve descripción de los diversos componentes aerodinámicos que componen un automóvil de Fórmula 1:
Ala frontal
Uno de los componentes más importantes de un coche de F1 es el alerón delantero.
Para reducir la estela (aire que se mueve lentamente) y mejorar el rendimiento, juega un papel importante en la generación de carga aerodinámica y en la dirección del flujo de aire alrededor del automóvil, particularmente alrededor de las llantas delanteras.
El automóvil puede viajar a velocidades más altas y con una mejor capacidad para tomar curvas gracias a los vórtices que crean las puntas de las piezas de las alas.
Ala trasera
Junto con el alerón delantero, el alerón trasero equilibra la aerodinámica del automóvil al producir carga aerodinámica.
Para un rendimiento óptimo, estas piezas producen la mayor carga aerodinámica posible junto con el difusor.
El sistema de reducción de arrastre (DRS), que también está alojado en el alerón trasero, puede aumentar la velocidad máxima y reducir el arrastre cuando está activado, brindando a los conductores una mejor oportunidad de pasar vehículos más lentos.
Sidepods
Para empacar el automóvil lo más apretado posible y alojar radiadores y colectores para reducir la resistencia, se necesitan pontones.
Su diseño y disposición también ayudan a enfriar la unidad de potencia, evitando el sobrecalentamiento del motor del automóvil y otras partes.
El alerón delantero y los pontones trabajan juntos para dirigir el flujo de aire al difusor, que produce la mayor parte de la carga aerodinámica del automóvil.
Difusor
La mayor parte de la carga aerodinámica producida por la parte inferior del vehículo es producida por el difusor, que está ubicado cerca de la parte trasera del automóvil.
Para producir regiones de baja presión que produzcan carga aerodinámica, funciona acelerando el flujo de aire debajo del vehículo.
El flujo de aire efectivo está garantizado por un difusor bien diseñado, que también aumenta considerablemente el rendimiento del vehículo en su conjunto.
Suspensión
La suspensión controla cómo responde el automóvil a la carretera y las acciones del conductor como vínculo entre el automóvil y sus ruedas.
Es esencial para mantener un automóvil equilibrado, asegurando la estabilidad y asegurando el máximo rendimiento.
Por lo general, un automóvil de Fórmula 1 contiene seis componentes estructurales por rueda, que ayudan a estabilizar el automóvil y absorber los impactos de la carretera, creando el entorno ideal para que la aerodinámica funcione bien.
Piso
Para maximizar la carga aerodinámica, los equipos ahora se concentran en la parte inferior del automóvil como resultado de las regulaciones de Fórmula 1 de 2022.
Los requisitos revisados ahora permiten una mayor variación en la geometría del suelo, dando a los diseñadores más libertad para variar la forma general del suelo y la transición desde el plano de referencia.
Para regular el flujo a través del “túnel” que se ha construido, se ha utilizado como ejemplo el Red Bull RB18, con una curvatura evidente en todas las superficies y un acabado esculpido en la región de transición y la parte de cola del barco escalonada.
Los equipos también se han concentrado en el borde del piso, invirtiendo grandes recursos en el desarrollo a lo largo de 2022, a pesar de que las leyes limitan parcialmente las habilidades de los diseñadores en esta área.
Para mejorar el rendimiento tanto directa como indirectamente, los equipos han utilizado recortes y geometría del suelo.
Otros equipos han adoptado la solución de cola de bote escalonada y la solución de “patín sobre hielo”, que establece un límite físico para el área del piso a medida que disminuye la altura de manejo y al mismo tiempo brinda soporte aerodinámico para las estructuras de flujo rivales que se canalizan hacia esa área. Red Bull ha sido particularmente innovador en su enfoque de diseño.
El impacto de las regulaciones aerodinámicas en los diseños de Fórmula 1
Las reglas que controlan la aerodinámica en la Fórmula 1 han sido objeto de varias revisiones a lo largo de los años.
El objetivo es mantener el nivel de competencia del deporte y fomentar carreras más reñidas, lo que mejorará el espectáculo general para los espectadores.
Los equipos se ven obligados a modificar y remodelar sus vehículos a medida que cambian las regulaciones para maximizar el rendimiento y cumplir con las nuevas pautas.
Los métodos y componentes aerodinámicos se han vuelto más sofisticados como resultado de este ciclo continuo de invención y adaptación.
La ciencia detrás de la aerodinámica: dinámica de fluidos computacional
Los equipos de Fórmula 1 emplean con frecuencia la dinámica de fluidos computacional (CFD) para analizar cómo se comporta el viento que rodea al automóvil durante el proceso de diseño y desarrollo.
Se debe lograr un cuidadoso equilibrio entre la teoría, la experimentación y la práctica al crear un auto de F1.
Los equipos pueden usar simulaciones CFD para comprender mejor cómo cambiará la aerodinámica del automóvil como resultado de diferentes cambios de diseño, lo que aumentará el rendimiento en general.
Los equipos pueden lograr la combinación ideal de velocidad y estabilidad aplicando el análisis CFD al diseño y ajustando la aerodinámica del automóvil.
Aerodinámica activa en Fórmula 1: DRS y F-ducts
En la Fórmula 1, la aerodinámica activa es una idea relativamente nueva.
El sistema de reducción de arrastre (DRS), que agrega un alerón trasero móvil para facilitar los adelantamientos, es un ejemplo notable de aerodinámica activa.
La tecnología DRS le da al automóvil una ventaja para alcanzar al vehículo de un competidor al reducir la resistencia.
El F-duct es un sistema que modifica el flujo de aire a través de un conducto ajustable para disminuir la resistencia en el alerón delantero, mejorando aún más la eficiencia aerodinámica del automóvil, y es otro ejemplo famoso de aerodinámica activa.
El equilibrio entre la aerodinámica y otros factores de rendimiento
Si bien la aerodinámica juega un papel fundamental en el rendimiento de la Fórmula 1, no es el único aspecto que influye en el éxito de un automóvil.
Factores como la potencia del motor, el agarre de los neumáticos, la distribución del peso y la habilidad del conductor son esenciales para lograr el equilibrio perfecto para lograr un rendimiento ganador de carreras.
Además, los desafíos de los distintos circuitos del calendario de Fórmula 1 exigen diferentes configuraciones aerodinámicas, lo que significa que lograr el equilibrio perfecto es una lucha continua a lo largo de la temporada.
El futuro de la aerodinámica en las carreras de Fórmula 1
El futuro de la aerodinámica en la Fórmula 1 está lleno de posibilidades.
A medida que avanzan las tecnologías y se introducen nuevas innovaciones, el deporte seguirá ampliando los límites del rendimiento.
Los desarrollos recientes incluyen la introducción de aerodinámica de efecto suelo, un concepto que se ha utilizado en el pasado y podría regresar en la regulación de 2022, para mejorar aún más la generación de carga aerodinámica.
Además, pudimos ver la implementación de partes aerodinámicas que cambian de forma, que se adaptan sobre la marcha a las condiciones y demandas cambiantes de la pista.
