Análisis Técnico – Gurney Flap

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Una aleta o flap, desde el punto de vista aerodinámico es un elemento articulado o fijo en el borde de salida de un alerón, que en la mayoría de los casos, sirve para aumentar sustancialmente la sustentación del ala.

Un Gurney flap – a veces simplemente llamado Gurney – no es una pieza muy sofisticada. Es una tira de aluminio o fibra de carbono en ángulo recto rígidamente atornillazo, remachado o pegado al borde de salida de un ala. Por lo general, el uso de este componente se utiliza para mejorar la eficacia de un alerón en un coche de competición, aunque también se utilice en aviones.

En los planos de cola del helicóptero Apache AH-64, por ejemplo, se pueden apreciar un par de aletas G (hacia arriba, ala de estribor baja sobre el ala de babor). Estas alas se emplean para mejorar la estabilidad en el ascenso del helicóptero.

Simple como parece, el propósito es el mismo en las complejas alas de un avión. Incrementa la sustentación de una aeronave, o en el caso de un coche de carreras, la carga aerodinámica. Los túneles del viento muestran que se puede llegar a aumentar un 30% el downforce con estos pequeños artilugios en casos extremos. Estos resultados, sin embargo, no se reproducen en todos los casos.

Gurney Flap

Gurney Flap que montó Dan Gurney en las pruebas de Phoenix 1971.

En el cumpleaños del gurney flap, en las propias palabras del diseñador Dan Gurney, fue un ejemplo clásico de la necesidad de evolucionar. Sucedió en 1971, mientras que su equipo All American Racing estaba probando su coche en Phoenix, antes de la primera carrera de la temporada. Al final de la tercera jornada de entrenamientos, Bobby Unser, uno de los pilotos, desafío a su jefe Dan en búsqueda de una solución, y Gurney sugirió que se le añadiera al coche este pequeño flap.

Bob Liebeck, ingeniero aerodinámico de bastante renombre en aquella época le dijo a Dan Gurney que ese flap no funcionaría. Sin embargo, Dan vio como Richie Ginther estaba experimentando con algunos nuevos diseños de alas en los coches deportivos de Ferrari y se preguntaba qué pasaría si colocaba estos flaps en el borde de salida de sus alerones.

En 45 minutos fabricaron un gurney flap y fijado al alerón trasero del coche. Después de un par de vueltas, se fijaron cómo este dispositivo fue un fracaso porque no mejoraban los tiempos. Lo único que debían hacer era reajustar el alerón delantero, ya que el coche sufría de subviraje.

Finalmente, en el comienzo de la temporada, nadie entendía qué es lo que Dan Gurney había logrado para mejorar la eficacia aerodinámica del coche. Algunos pensaban que era un elemento de rigidez del ala, otros, simplemente que protegían las manos de los mecánicos al empujar el coche.

Algunos equipos intentaron copiarlo con malos resultados, pero como suele ocurrir en este campo de la ingeniería aerodinámica, dejó de ser un secreto para ser un elemento más de la carrocería del coche.

Mientras tanto, Gurney obtuvo acceso al túnel del viento de McDonnell Douglas para probar lo que hacía su invento. Invento que enseñó cómo afectaban a las presiones que circulaban por la superficie superior e inferior del alerón, incrementando la carga aerodinámica y reduciendo la separación del flujo en el lado del ala que succionaba el aire.

Esta forma es bastante contradictoria ya que corre en dirección opuesto a cómo se configuran la mayoría de elementos aerodinámicos, los cuales, normalmente tienen una forma suave con una terminación bastante agresiva. Especialmente en los alerones, parece destruir toda forma cuidadosamente calculada de la misma.

Este componente básicamente opera incrementando el gradiente de presión en la parte superior, decrementándolo en la zona de succión (inferior) ayudando al flujo de la capa límite a unirse a la superficie durante todo el recorrido hasta el borde de salida. Al mismo tiempo, la larga estela en la parte inferior originan un par de pequeños vórtices que giran al contrario retrasando la separación de flujos cerca del borde de salida. Esto se traduce en una succión total del efecto que provoca el alerón.

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Para que el Gurney flap haga su función, se ha de montar perpendicularmente en el borde de salida del perfil aerodinámico. El flap ha de estar a la altura de la capa límite o entre un 1-4% respecto a ella.

La primera imagen muestra un coche que genera carga a medida que circula. El aire atraviesa la parte inferior a medida que toma velocidad, perdiendo presión. Igual que en el efecto Bernoulli, el fluido más lento está a una presión superior ejerciendo una fuerza sobre la superficie del ala. La fuerza que ésta produzca dependerá siempre de la forma que tenga esta superficie, el área y el cuadrado de su velocidad.

En la segunda imagen, se observa un alerón con un gran ángulo de ataque. Esto significa que el aire no puede seguir el contorno de la superficie en la región inferior separándose de ella, empeorando la eficacia (es decir, el downforce) del ala y añadiendo drag.

Una pequeña plaquita vertical, como se ve en la tercera imagen, produce bajas presiones justo detrás de él succionando el flujo en la zona inferior, pegándolo a la superficie. El Gurney flap provoca cierta fricción extra, pero el alerón se puede ejecutar con un mayor ángulo de ataque dotando de más carga aerodinámica al bólido.

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Los ingenieros han de usar una cierta cantidad de estos flaps en un monoplaza porque la reglamentación limita el número y dimensiones de las alas. Los pontones y las ruedas están por medio así que no debe olvidarse que estos elementos también generan cierta controversia en el camino del flujo. Un diseñador tiene que obtener toda la carga aerodinámica posible de los alerones disponibles. Por tanto, utilizar Gurney Flaps es muy útil si se requiere de un mayor downforce, ya que ellos permiten alerones más grandes.

Aunque en las carreras americanas es común, ajustar el alerón trasero durante una carrera de Fórmula 1 no es lo común. Sin embargo, la carga que genera el ala posterior puede ser regulado con este artilugio. Ajustando el Gurney flap con una mayor altura o con una mayor anchura, la carga se verá incrementada. Estas tiras se unen a la estructura mediante cinta adhesiva, por lo que se puede retirar rápidamente.

Sin embargo, configurar uno es poco práctico porque requiere cierto tiempo. Por este motivo, los equipos encaran el fin de semana con el dilema de instalarlo o no antes de la carrera.

Normalmente, las escuderías lo usan en una carrera en mojado y lo quitan en seco. La mecánica de cómo quitar el Gurney flap es bastante simple. El flap está colocado únicamente en el borde de salida pegado con cinta, así que sólo habría que empujarlo para que salga.

¿Quién es Dan Gurney?

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El mejor corredor americando de su generación y, de lejos, el piloto que más temía Jim Clark. Gurney se sentía como en casa en la era de los 60 donde los 1,5 litros predominaban. Su simpatía con esta maquinaria altamente frágil contaba y mucho.

A pesar de ganar carreras con Porshe y Brabham, su mejor triunfo fue en el Gran Premio de Bélgica de 1967 con su propio coche, con el equipo angloamericano Eagle-Weslake, convirtiéndose en el primer piloto que gana una carrera del Campeonato del Mundo de Fórmula 1 con 3 constructores diferentes.

Daniel Sexton Gurney nació el 13 de abril de 1931 en Port Jefferson, Long Island. Junto con John Gurney, su padre y una estrella de ópera metropolitana y su madre Roma Sexton, se mudó a Riverside, California al acabar el instituto. Se graduó en Menlo Junior College y sirvió dos años en el ejército de Estados Unidos, estando la mayor parte de ese tiempo en la guerra de Corea.

Un joven Dan se rodeó rápidamente de la cultura de los coches de carreras en California. A la edad de 19, construyó y piloto su propio coche, que rodó a 222 km/h en las salinas de Bonneville. Más tarde se convirtió en piloto amateur de coches deportivos.

Dan tuvo 3 carreras exitosas en su vida. Fue piloto, constructor de coches de carreras e inventor y propietario de un equipo a largo plazo en los niveles más altos de las carreras desde 1958.

Gurney también ganó carreras en la IndyCar, NASCAR, Can-AM y las series Trans-Am. Dan Gurney es el primer piloto en ganar carreras de Fórmula 1 (1962), NASCAR (1963) e Indy Car (1967). Los otros son Mario Andretti y Juan Pablo Montoya. En 1967, después de ganar las 24 horas de Le Mans con A.J. Foyt, espontáneamente fue rociado con champán en la ceremonia del podio. Aparte de comenzar esta tradición, fue el primer en colocar una extensión simple en la parte superior del alerón trasero.

Dan Gurney pilotando el Ford GT40 en su victoria en las 24 horas de Le Mans de 1967.

Dan Gurney pilotando el Ford GT40 en su victoria en las 24 horas de Le Mans de 1967.

Gurney era conocido por un pilotaje excepcionalmente fluido. En raras ocasiones, cuando su coche caía en la clasificación debido a problemas menores mecánicos, abandonaba su técnica clásica de conducción adoptando un estilo más agresivo (y arriesgado).

Esta circunstancia produjo que muchos observadores consideraran que este estilo era el más fino de toda su carrera deportiva, cuando en las 300 millas de Rex Mays de Indy Car en Riverside, sufrió un pinchazo que le puso con dos vueltas perdidas. Esto indujo a Dan a realizar un esfuerzo titánico por superar el déficit del pinchazo ganando la carrera (con un adelantamiento dramático en la última vuelta a Bobby Unser).

Su carrera como piloto comenzó con un Triumph TR2 en 1955, durando 15 años. Durante todo ese tiempo se convirtió en uno de los pilotos más populares de América, así como uno de los mejores en Fórmula 1. Gurney ha protagonizado batallas épicas contra pilotos de la talla de Stirling Moss, Jimmy Clarck, John Surtees, Jack Brabham, Graham Hill, Phil Hill y otro muchos por las carreteras de Nürburgring, la Targa Florio y Monte Carlo. Él sigue siendo el único estadounidense que ha ganado un Gran Premio de Fórmula 1 con un coche de su propia fabricación.

Gurney comenzó a correr en carreras de la Costa Oeste antes de competir en Le Mans por vez primera en 1958. En 1960, se ganó un lugar en el equipo Ferrari de Fórmula 1, pero no fue hasta 1962 cuando ganó su primer Gran Premio con Porsche en el Gran Premio de Francia. Entre 1963 y 1965, Gurney pilotó para el equipo Brabham probándose a sí mismo con Clark y su Lotus decepcionando repetidamente debido a las roturas mecánicas.

Con la llegada de los motores de 3 litros por normativa, en 1966 construyó su propio equipo, All American Racers, y en 1967 ganó el Gran Premio de Bélgica a los mandos del Eagle-Weslake. Además, y subrayando su versatilidad, Dan también ganó las 24 horas de Le Mand en 1967 compartiendo su 7 litros de Ford con el ganador de Indy 500 AJ Foyt.

Dan Gurney en su victoria del Gran Premio de Bélgica de 1967 en Spa a los mandos del Eagle Weslake.

Dan Gurney en su victoria del Gran Premio de Bélgica de 1967 en Spa a los mandos del Eagle Weslake.

El 18 de junio de 1967, Dan Gurney se llevó una victoria histórica en el Gran Premio de Bélgica. Partiendo desde la mitad de la primera fila, Gurney inicialmente persiguió al Lotus de Jim Clarck y el BRM de Jackie Stewart. Un comienzo descafeinado dejó en las últimas plazas a Dan al terminar la primera vuelta.

Clark tuvo problemas en la vuelta 12 cayendo a la novena plaza. Recuperándose hasta la segunda plaza, Gurney estableció la vuelta rápida en carrera en el giro 19, y dos vueltas más tarde, al volante de su Eagle cogió el liderato y le metió más de un minuto de distancia a Stewart.

Esta victoria vino una semana después de su sorprendete triunfo con AJ Foyt en las 24 horas de Le Mans, donde Dan fue rociado con la, ahora famosa, tradición del champán en la ceremonia de celebración del podio, ganando a los Ferraris y a los equipos que usaban los Ford GT40.

Gurney comentó después que fue una gran satisfacción contradecir a los críticos (especialmente algunos miembros del equippo Ford) que predecían que dos grandes pilotos, normalmente rivales, romperían su coche en su esfuerzo por quedar uno por encima del otro.

Dan Gurney en el GP de Biro, Indy Car 1968.

Dan Gurney en el GP de Biro, Indy Car 1968.

Miembros de los salones de la fama de los deportes de motor nombraron a Gurney como pionero en innovaciones de carreras. En 1971 inventó el Gurney Flap, un diseño que fue adoptado en la industria de la competición y aviación de todo el mundo. Además, fue el primer piloto en llevar un casco que protegía toda la cara en la Indy Car así como en los Grandes Premios de Fórmula 1 y fue pionero en lanzar el diseño del motor trasero en Indianápolis 1963.

Uno de los fundadores originales del Campeonato de Equipos Auto Racing (CART). Fue el instrumental necesario para llevar carreras por las calles, tipo Monte Carlo, a los Estados Unidos, convirtiéndose en el co-fundador del Gran Premio de Long Beach en 1974 donde continuó sirviendo en su Consejo de Administración durante 24 años.

Gurney tampoco fue un extraño a Hollywood. Un miembro del Gremio de Actores desde 1965, Dan Gurney apareció en películas de carreras de coches como ‘Winning’, ‘Un hombre y una mujer’, y ‘Grand Prix’. Su victoria de ‘Cannonball Run’ cruzó los Estados Unidos en 1971 e inspiró a su amigo y copiloto Brock Yates a escribir el guión para la película ‘Cannonball Run’.

Su larga relación con Toyota empezó en 1982 cuando Dan fue contratado por la compañía para hacer spots publicitarios anunciando el tan famoso Toyota Supra. Esta relación dio lugar a 3 campeonatos de pilotos y constructores para el fabricante nipón.

Escudería All American Racers del que Dan Gurney fue dueño.

Escudería All American Racers del que Dan Gurney fue dueño.


fuente: formula1-dictionary, car bibles, google

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