Red Bull RB10 – Gran Premio de Abu Dhabi – Análisis Técnico

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La descalificación de los monoplazas de Red Bull de la clasificación del Gran Premio de Abu Dhabi tras comprobar la FIA que los flaps del alerón delantero flexaban más de lo permitido bajo la acción de la carga aerodinámica abre de nuevo el debate de la carrocería flexible en los bólidos de la marca austríaca.

En los detalles específicos que la FIA comunicó no hablaban con exactitud qué partes del alerón flexaban, sólo mencionaban que los flaps superiores eran las piezas en cuestión. Estos elementos son la parte más posterior del ala frontal, la parte más ajustable durante un Gran Premio – dado que incluso se puede ajustar durante la carrera durante la parada en boxes. Sin embargo, cualquier desplazamiento de la carga aerodinámica que genera este componente está prohibido.

La FIA habla del incumplimiento del Artículo 3.15 de las regulaciones técnicas que se aplican directamente al alerón delantero:

3.15 Influencia aerodinámica.

Con la excepción de los conductos descritos en el Artículo 11.4, cualquier parte específica del coche que influye en su rendimiento aerodinámico:

a) Debe cumplir con las normas relativas a la carrocería.

b) Debe fijarse de forma rígida a la parte totalmente suspendida del coche (de forma rígida significa que no ha de tener ningún grado de libertad).

En la actualidad, ningún objeto puede ser totalmente rígido, y más cuando hablamos de las fuerzas que se experimentan en un monoplaza de Fórmula 1. Por ello, se sabe que cualquier zona del coche está influenciado por los diseñadores de los equipos para ganar carga aerodinámica – aunque a veces sólo implique unas milésimas – siendo constantemente examinados por pruebas de deformación.

Es por esto, que la FIA extiende la norma al Artículo 3.17, en el que se nombran varias pruebas de deflexión de la carrocería, en el que incluye una prueba que afecta al alerón delantero, pero sin citar nada sobre los flaps.

3.17 Flexibilidad de la carrocería:

3.17.1 La carrocería no se puede desviar más de 10mm en vertical cuando se aplica una carga de 1000N verticalmente a los puntos 675mm y 975mm por delante de la línea central de ruedas delanteras y 720mm de la línea central del coche. La carga se aplica en una dirección hacia abajo utilizando un pistón de 50mm de diámetro en un adaptador rectangular de 400mm x 150mm. Este adaptador debe ser suministrado por el equipo y:

a) Tener una superficie superior plana y sin huecos.

b) Estar instalado en el coche, de forma que se aplique la carga completa a la carrocería en el punto de prueba y no aumente la rigidez de las piezas con las que se prueba.

c) Estar colocado con el borde interior 400 mm en paralelo al eje longitudinal del vehículo y desplazado de ella por 645mm.

d) Estar colocado con su borde más adelantado a 1025mm por delante de la línea central de las ruedas delanteras. La deflexión se mide a lo largo del eje de carga en la parte inferior de la carrocería en este punto y en relación con el plano de referencia.

3.17.2 La carrocería no puede deformarse más de 10mm en vertical cuando se aplica una carga de 500N verticalmente al punto 450mm por delante de la línea central de la rueda trasera y 650mm de la línea central del coche. La carga se aplica en una dirección hacia abajo utilizando un pistón de 50mm de diámetro y un adaptador del mismo tamaño. Los equipos deben suministrar esto último cuando se considere necesaria una prueba de este tipo.

3.17.3 La carrocería no puede deformarse más de un grado horizontalmente cuando se aplica una carga de 1000N simultáneamente a sus extremidades en una dirección hacia atrás a 925mm por encima del plano de referencia y 20mm por delante del borde delantero del endplate del alerón trasero.

3.17.4 La carrocería no puede deformarse más de 2mm verticalmente cuando una carga de 500N se aplica simultáneamente a cada lado de los 200mm por detrás del eje de la rueda trasera, 325mm de la línea central del coche y 970mm por encima del plano de referencia. La flexión se medirá en los extremos exteriores de la carrocería en un punto a 345mm por detrás del eje de la rueda trasera.

La carga se aplica en una dirección descendente a través de almohadillas de medición de 200mm x 100mm ajustándose a la forma de la carrocería debajo de ellos, y con su superficie horizontal superior 970 mm por encima del plano de referencia. La carga se aplica al centro de la zona de las almohadillas. Los equipos deben suministrar esto último cuando se considere necesaria una prueba de este tipo.

3.17.5 La carrocería no se puede deformar más de 5mm verticalmente cuando una carga de 2000N se aplica verticalmente en 3 puntos diferentes que se encuentran en la línea central del coche y 100m a cada lado de la misma. Cada una de estas cargas se aplicará en una dirección ascendente en un punto posterior a 380mm de la línea central de las ruedas delanteras con un ariete de 50mm de diámetro en las dos localizaciones exteriores y un ariete de 70mm de diámetro en el eje longitudinal del vehículo.

Las estancias o estructuras entre la parte delantera de la carrocería tendida en el plano de referencia y la célula de supervivencia pueden estar presentes para esta prueba, siempre que sean completamente rígidos y no tengan ningún sistema o mecanismo que permite la deflexión no lineal durante cualquier parte de la prueba.

Además, la carrocería probada en esta zona no debe incluir ningún componente que sea capaz de permitir más deflexión de la permitida bajo la carga de la prueba (incluyendo cualquier deformación lineal por encima de la carga de la prueba), tales componentes pueden incuir, pero no se limitan a:

a) Las juntas, cojinetes pivones o cualquier otra forma de articulación.

b) Los amortiguadores, hidráulicos o cualquier otra forma de componente dependiente del tiempo o de la estructura.

c) Los miembros abollados o cualquier componente o diseño que tenga características no lineales.

d) Cualquier parte que pueda presentar sistemática o rutinariamente una deformación permanente.

3.17.6 El elemento de perfil aerodinámico superior que está detrás de la línea central de las ruedas traseras no puede deformarse más de 5mm horizontalmente cuando se le aplica una carga de 500N horizontalmente. La carga se aplicará a 950mm por encima del plano de referencia en tres puntos separados que se encuentran en la línea central del coche y de 190mm a cada lado de la misma. Las cargas se aplican en una dirección de retroceso utilizando un adaptador de 25mm de ancho adecuado que debe ser suministrada por el equipo pertinente.

3.17.7 El elemento de perfil aerodinámico más posterior que está detrás de la línea de centro de las ruedas traseras y que se encuentra a más de 730mm por encima del plano de referencia no puede deformarse más de 2mm verticalmente cuando se le aplica una carga de 200N verticalmente. La carga se aplica en línea con el borde de salida del elemento en cualquier punto a través de su anchura. Las cargas se aplicarán mediante un adaptador adecuado, suministrado por el equipo pertinente, que:

a) No puede ser de más de 50mm de ancho.

b) No se extienda más de 10mm hacia adelante del borde de salida.

c) Incorpore una rosca hembra de 8mm en la parte inferior.

3.17.8 Con el fin de garantizar que se respeten los requisitos del artículo 3.15, la FIA se reserva el derecho a introducir nuevas pruebas de carga/deformación en cualquier parte de la carrocería que parece ser (o se sospecha), se mueve mientras el coche está en movimiento.

Sin hablar de la carrocería ajustable por el piloto descrita en el Artículo 3.18 y los conductos ya mencionados en el Artículo 11.4, cualquier parte aerodinámica – o que altere la aerodinámica – del monoplaza ha de permanecer inmóvil mientras el coche está moviéndose. Por lo que cualquier sistema, dispositivo o procedimiento que altere las características aerodinámicas del coche al momento de salir a la pista están prohibidas.

Estos artículos descritos no indican nada acerca de las pruebas de carga sobre los flaps, por lo que las escuderías son libres de jugar con estos elementos. En la mayoría de cámaras onboard a lo largo de los años se ha podido observar cómo los flaps de los alerones delanteros flexaban. Esto es debido a la aeroelasticidad, es decir, la fuerza que actúa sobre el ala es más que suficiente para comprimir el alerón a medida que la carga aerodinámica está operando.

El beneficio de flexar los flaps hacia atrás a cierta velocidad es la de mover el centro de presión hacia atrás, mejorando el equilibrio aerodinámico del monoplaza.

Esta flexión se puede lograr de varias formas: en primer lugar, la carrocería de fibra de carbono es flexible, traduciéndose en una aprobación de los test de carga de la FIA, pero en pista cumpliendo la función deseada. En segundo lugar, el ala puede tener un mecanismo que cumpla con las pruebas de la FIA, pero luego se deforme por la acción de una carga más alta gracias al uso de un resorte o muelle.

El análisis de la flexión de los alerones durante un Gran Premio es bastante compleja ya que los coches atacan las curvas a gran velocidad imposibilitando la apreciación de la misma. El uso de las cámaras onboard en los morros o las repeticiones a cámara lenta ayudan a estudiar el comportamiento de flexión de dichos flaps. Incluso con estas cámaras se puede observar la deformación de los alerones hasta rozar el suelo soltando chispas, algo inevitable, pero que no sirve para probar si el equipo está flexionando beneficiosamente este componente.

Para comprender un poco más este efecto, hay que explicar el desarrollo de estas aletas por parte de los equipos. Al evolucionar estos alerones con mayor énfasis en la carga creada hacia el extremo exterior de los flaps, los 30 primeros centímetros del flap se vuelven cada vez más críticos. Con una necesidad de empaquetar todo el conjunto sin obstáculos, ajustar el ángulo del alerón cada vez es más complicado.

Ajustar el alerón delantero en carrera es de vital importancia dado el cambio brusco del equilibrio del monoplaza cuando se cambian de neumáticos, sobre todo cuando es el compuesto. Para lograr esto, los equipos incorporan un regulador roscado a una parte fija del ala, sujeto con la rosca correspondiente unido a él. Girando este regulador, los flaps se moverán hacia arriba o hacia abajo. Los equipos, por radio hablan de ‘vueltas’ o simplemente ‘clicks’, para, simplemente, para saber cuántas veces se necesita girar la manivela en el regulador.

Este mecanismo tiende a ser bastante amplio en la aleta, robando espacio vital a la aerodinámica. Red Bull dispone de un sistema más elegante, colocando el artilugio dentro de una pequeña funda que flota sobre el flap en una placa de fibra de carbono delgada.

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Dicha rosca es lo que podría haber variado Red Bull, como se puede apreciar en la comparativa. Fabricado quizá de un material más blando – se especula que sea un muelle en un taco de goma – que permitiría una mayor flexión con una rápida recuperación a su posición original. Esto dotaría al monoplaza de una menor resistencia – mayor velocidad punta – bajo la acción de la carga aerodinámica (como se ve en el gif de Williams) volviendo a su lugar convencional cuando el aire no intervenga, dando al monoplaza la carga aerodinámica establecida dadas las características del Gran Premio.

Esto bien difiere de la flexión vista hace unos años, cuando la marca austríaca empleaba un morro de un material más flexible para desplazar el alerón delantero consiguiendo mayor aerodinámica.

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