F1 – A Magia Negra chamada Aerodinâmica

A nova época chegou com a promessa de carros mais rápidos e mais agressivos. A promessa foi cumprida e os recordes de pista têm caído como copos de fino numa semana académica e para já são 7 as pistas com novos recordes. Para este ganho foi preciso repensar a aerodinâmica dos carros dando mais “asa” as máquinas para que estas colem mais ao chão.

 

Para o aumento de tempos por volta em F1, normalmente não se recorre aos motores mas sim às asas. Os F1 são as máquinas mais rápidas do mundo não por terem os motores mais potentes (embora 1000 cv e eficiência térmica de 50% sejam trunfos significativos), mas sim por poderem curvar a velocidades a que o comum dos mortais desmaiaria só de imaginar. Para ajudar a esta tarefa, aumentou-se o tamanho dos pneus, o que permite um aumento da aderência, mas na soma total do que cada componente dá em relação a manter a máquina no asfalto, a aderência dos pneus é responsável por 20% do total, estando o restante entregue à magia negra da aerodinâmica.

 

Foto: Mercedes-AMG Petronas Motorsport

Para isso os engenheiros contam com 3 partes essenciais: A asa dianteira, o fundo plano e a asa traseira.

A asa dianteira é provavelmente o componente mais complexo a nível aerodinâmico que o carro tem. Ao contrário do que se possa pensar, a sua principal função não é colar a frente do carro ao chão, mas sim direccionar o ar. Os pneus são responsáveis por muita turbulência e por vontade dos engenheiros, estariam cobertas (basta ver os desenhos dos F1 futuristas, onde as rodas aparecem sempre escondidas). Para minimizar essa turbulência, os elementos da asa dianteira são desenhados para direccionar o ar para longe dos pneus e para debaixo do carro. As asas não produzem muito apoio aerodinâmico, produzem sim vórtices que vão ser direccionados para as zonas desejadas pelos engenheiros e normalmente os vórtices criados na frente do carro são direccionados para debaixo do carro, e para a asa traseira.

 

O fundo plano é o elemento menos exuberante dos 3 pela posição que ocupa. Normalmente não se vê a parte de baixo do carro, a não ser que juntemos Maldonado e Gutierrez em pista. A função do fundo plano é tirar o máximo de ar possivel debaixo do carro, com a ajuda do difusor traseiro. Assim cria-se uma espécie de vácuo debaixo do carro que vai colar a máquina ao asfalto. A primeira equipa a usar o chamado “efeito solo” foi a Lotus, pelo génio de Colin Chapman e que anos mais tarde voltou a dar que falar com o Brabham BT46B, o “carro aspirador” que usava uma ventoinha na traseira para sugar o ar debaixo da máquina. Desde essa altura que é uma das partes fundamentais na construção de um F1.

 

Por fim, a asa traseira, que recebe (idealmente) o ar vindo dos vários painéis colocados no carro para empurrar os pneus traseiros contra o chão. Para isso aproveita também o trabalho do difusor traseiro, que trabalha com o fundo plano.

 

Tudo isto para dar mais peso ao carro e este colar ao chão. Quanto peso? Teoricamente, a 125Km/h o carro cria duas vezes o seu peso em apoio aerodinâmico, valor que aumenta quanto maior a velocidade. Com as mudanças de regulamentos em 2017, tivemos um aumento imediato de 15% a 31%, esperando-se que os carros criem mais 40% de apoio no final deste ano. No que diz respeito a forças G, os pilotos foram capazes de atingir 8 G’s em algumas curvas, o que mostra bem a força que os monolugares criam para ficarem pregados ao solo.

Para já os efeitos são visíveis e as velocidades em curva aumentaram em 30km/h como se pode ver pelas velocidades em 3 das curvas mais rápidas do calendário (comparação 2016/ 2017).

 

Barcelona curva 3

212 Km/h

248 Km/h

Barcelona curva 9

215 Km/h

245 Km/h

Silverstone Copse

260 Km/h

290 Km/h

Spa-Francorchamps Pouhon

253 km/h

289 km/h

 

A diferença é de tal forma significativa que os pilotos de MotoGP já se queixaram que as pistas que recebem a visita da F1 ficam danificadas com o surgimento de muitas lombas, que provoca instabilidade nas motas e que tornam assim a tarefa muito complicada para os homens das duas rodas. E se 20 carros conseguem danificar o asfalto de um pista em 3 dias… está tudo dito.

 

Por fim resta-nos apontar qual o componente mais importante dos carros para a criação de apoio aerodinâmico. E não são os mais visíveis. O fundo plano é responsável só por si por 60% da força criada para colar o carro ao chão, com a asa dianteira a criar à volta de 23% e a asa traseira 17%. Todos os outros elementos que encontramos no carro como os apêndices laterais ou as T-Wing, servem apenas para direccionar o ar, para que faça o que os engenheiros querem.

 

Claro que esta é uma visão muito minimalista de um dos factores fundamentais para a competitividade de um F1. E é preciso ter em conta que quanto mais apoio aerodinâmico for criado, mais arrasto vai existir e por conseguinte, menos o carro anda. As equipas precisam de encontrar o ponto certo em que têm o apoio aerodinâmico suficiente para manter o carro em pista, e menor arrasto possivel para a velocidade em recta não ficar demasiadamente comprometida. Qual a forma de sucesso? Não existe. Todos os anos os engenheiros tentam encontrar o equilibro ideal para a máquina que criaram. A Williams por exemplo sempre teve carros com menos apoio aerodinâmico, fazendo que o carro tivesse vantagem nas pistas com rectas grandes e a Red Bull exactamente o contrário. É este equilíbrio sensível e sempre mutável, a chave do sucesso.

Há também de ter em conta a forma como o carro usa os pneus, sendo essa outra parte muito sensível. A Mercedes por exemplo, este ano dá-se melhor em condições mais frescas, conseguindo melhor gestão das borrachas, enquanto a Ferrari consegue sobressair quando a temperatura aumenta. É um assunto de tal maneira complexo que muitas vezes nem os engenheiros conseguem entender muito como conseguir extrair o máximo.

 

Quem disse que a F1 era simples?

 

Fábio Mendes

Fontes:
http://www.bbc.com/sport/formula1/38530543
http://bahensky13.wixsite.com/f1physics/downforce-traction
http://thenewswheel.com/explained-downforce-slipstream-dirty-air/
Anúncios

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão /  Alterar )

Google photo

Está a comentar usando a sua conta Google Terminar Sessão /  Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão /  Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão /  Alterar )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.