Técnica F1: El alerón delantero

Zona 1 alaRecorremos todas las partes del monoplaza mas rápido del mundo, un formula 1: Parte I (El alerón delantero)

En esta primera parte, vamos a tratar de conocer algo mas de la parte que mas destaca de un monoplaza a primera vista, el elemento identificador por el que cualquier niño dice que su cochecito de juguete es un formula 1: el alerón delantero.

En un vehículo, la tracción y adherencia es implementada al pavimento gracias a la carga vertical. Esto puede parecer difícil de comprender por las ecuaciones, pero el primer principio es muy básico: Cuanta más carga vertical, peso, tenga una rueda sobre si misma, esta mas superficie de contacto tendrá y mayor interacción contra dicho pavimento tendrá. Esto sucede porque la tracción esta relacionada con el peso a través del coeficiente de adherencia.

De esto solo hay que quedarse con que la carga vertical nos genera mas agarre con el asfalto y esto es altamente necesario tanto en las ruedas delanteras (para poder controlar y dirigir adecuadamente el monoplaza) como en las traseras (cuanta mas adherencia mas tracción y por tanto mas rapidez en el circuito).

partes aleron delantero¿Por qué os cuento esto?, Pues porque este es el principio básico por el que queremos alerones. Los alerones son unos elementos cuya forma, dada la interacción con el flujo de aire, crea una fuerza descendente que aumenta virtualmente el peso del coche y permite que este se agarre mucho mejor y sea mucho mas rápido en curvas, y a su vez permite equilibrar el balance entre los ejes ya que si tenemos mucha carga atrás y nada delante podemos incluso llegar a levantar la parte delantera al acelerar. Por esto y por algunas razones más , que os explico a continuación, necesitamos emplearlos en la formula 1.

Funciones más importantes:

  • Generar la carga aerodinámica necesaria para permitir el control completo sobre la dirección del monoplaza y evitar el subviraje (que como la propia palabra indica consiste en girar menos (sub-viraje) de lo que debería ya que el neumático no ofrece todo el contacto con el neumático que se necesitaría). Esto se consigue mediante unos perfiles de ala invertida cuya superficie inferior es mas curva que la superior de modo que el aire tiene que viajar más rápido para llegar al punto final del alerón a la vez que el aire que viaja por arriba. Al ir más rápido el aire genera bajas presiones que hacen un efecto similar al vacío tirando del coche hacia abajo y agarrándolo al asfalto, esto es la carga aerodinámica.perfil
  • Conducir el aire para evitar el contacto bruto con la rueda lo que frenaría mucho el monoplaza ya que es como encontrarse con un muro vertical. Esto se aprecia muy bien cuando sacas la mano por la ventanilla de un coche. Cuando la mano esta horizontal el aire “pasa de largo” y apenas ofrece fuerza contra tu mano, pero a medida que la inclinas, el aire ofrece mucha más resistencia al paso del aire y produce que le cueste más rodear lo que se encuentra. Al ayudar al aire a esquivar la rueda conseguimos que el coche reduzca su resitsencia al aire o drag que frena al vehículo. Imaginaos un autobús a 300 km/h la resistencia que ofrecería sería brutal!. Además, el flujo de aire alrededor del monoplaza es mejor cuanto más laminar sea, es decir cuanto más organizado esté. Mas desorden o turbulencias en el flujo (torbellinos, distintas velocidades, etc) genera mas resistencia aerodinámica y es lo que llamamos flujo más turbulento y podríamos decir, natural, es el que recibe el alerón delantero y es este el que reparte el flujo alrededor del monoplaza para permitir que los bargeboards, sidepod, difusores y demás elementos del monoplaza funcionen correctamente.

    Front Wing Side View

    En esta imagen vemos como el alerón frontal permite al aire evitar el choque con la rueda reduciendo el drag o resistencia, además de generar mucha carga aerodinámica para conseguir aumentar la tracción y la capacidad de manejo del monoplaza.

  • Conducir el aire hacia las zonas que queremos, por ejemplo el splitter, el fondo plano o los conductos de refrigeración para los frenos.
  • Soportar los impactos frontales protegiendo a la célula de habitabilidad del monoplaza, deformándose y absorbiendo la mayor parte de la energía en las colisiones. Por ello se busca que las narices o morros, en inglés “nosecones” sean plenamente seguros, ya no solo en dichos impactos frontales sino además en posibles impactos contra otros monoplazas.
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En esta imagen vemos como la nariz del monoplaza o “nosecone” ha soportado el impacto consiguiendo proteger el resto del monoplaza y sobre todo la zona de los pies del piloto evitando cualquier tipo de daño a este o intrusión de material en el copkit.

 

fvgbnm,.

Cada equipo escoge el diseño del alerón y la nariz en función de la forma y función del resto del monoplaza. un pequeño cambio en el alerón puede hacer que ganes una décima o pierdas tres segundos por vuelta.

Las configuraciones de alerones son infinitas y han evolucionado a lo largo de los años e incluso de equipo a equipo en las mismas temporadas. Estos están compuestos de fibra de carbono fundamentalmente y en su interior tenemos un montón de elementos como sensores, que permiten recopilar información de todo lo que sucede en el alerón: carga aerodinámica, flexión, etc.

Hasta aquí esta primera parte en la que hemos empezado a comprender los principios aerodinámicos de forma, espero que sencilla y clara y hemos visto cuales son las funciones principales de esta estructura. En los futuros artículos iremos viendo como funcionan el resto de partes del monoplaza realizando un barrido desde el frontal hasta la trasera pasando por todo el resto de componentes. Os invito a comentar, hacer sugerencias y preguntar cualquier duda que tengáis.

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