PRINCIPIS D'AERODINAMICA D'UN F1.

A la dècada dels 70 es va començar a implementar i treballar seriosament  l'aerodinàmica en la F1. En aquests gaire be 40 anys les coses han canviat molt. 

L'aerodinàmica és una de les línies bàsiques per on els enginyers poden treballar i evolucionar el monoplaça i és un dels camps més decisius a la hora de tenir un cotxe competitiu. 

Que és l'aerodinàmica? Bé, en poques i senzilles paraules l'aerodinàmica és una branca de la mecànica de fluids; estudia les forces que apareixen quan un cos es mou per un fluid; regida generalment per aquestes equacions i condicions:

- Equació de Navier -- Stokes (A partir de la 2ª llei de newton generalitzada per als fluids)

- Equació de continuïtat (equació de conservació de la masa, forma part de una de las tres equacions de Euler).

- Equació d'estat (descriu las propietats dels fluids, barrejàs i sòlids i per predir estat dels gasos).

- Les condicions de contorn (Pertany al conjunt anomenat equacions diferencials, útil per explicar certs problemes físics).

- Les condicions inicials (Diferents factors que afecten el rendiment i final resultat).

Tot aixo és un conjunt d'equacions que encara no s'han resolt de manera analítica per la  seva  complexitat, però existeixen diverses alternatives per estudiar l'aerodinàmica: resoldre les equacions de manera simplificada (significa cometre un cert error), el túnel de vent i utilitzar tècniques de simulació CFD (Computational Flud Dynamics).

Eines de simulació: Actualment els equips de F1 treballen amb aquesta tecnologia, permet realitzar càlculs i estudis molt ràpidament amb costos molt baixos comparats amb el túnel de vent però tenim l'inconvenient  de que aquest tipus de simulació numèrica pot tenir un error proper al 10%, només s'utilitza per guiar desenvolupaments posteriors per ser provats al túnel de vent. 

El túnel de vent i el CFD són dues eines que s'utilitzen de forma simultània per avançar més ràpidament i obtenir millors resultats en el desenvolupament aerodinàmic.

Amb la simulació numèrica resoldrem les equacions citades anteriorment, amb un però: les principals fonts d'error provenen del fet de convertir variables contínues en discretes que es el mateix que dir que tractem una magnitud contínua com un conjunt de punts.

La simulació CFD no és la veritat absoluta; indica camins a seguir i forma part dels passos que porten a llençar un monoplaça a la pista per competir en les millors condicions de competitivitat.

XXXXX

Paul Monaghan 

Head of Car Engineering de Red Bull Racing 

a la ponència: Principis bàsics de l’aerodinàmica d’un F1.

El britànic Paul Monaghan de l’equip Red Bull Racing va dur a terme una ponència sobre les bases de l’aerodinàmica aplicada a la Formula 1. Amb un retolador a la ma va fer uns esbossos sobre una pissarra per tal de complementar les seves explicacions. Una presentació amena i participativa en la que els assistents tenien que donar la solució a les preguntes del ponent, en aquest cas Paul Monaghan. De les seves paraules podem destacar:

“A la pissarra podem veure un ala com la d’un avió. Nosaltres en lloc de sustentació el que busquem és càrrega aerodinàmica per tal de mantenir el cotxe el més enganxat al terra possible. Quan hi ha baixes pressions l’aire tendeix a crear un moviment en espiral, el que es coneix com a Vortex tant en l’aleró davanter com el del darrera. Però encara és més important generar aquest Vortex en la part inferior del terra del monoplaça. És clau introduir la màxima quantitat d’aire net a la part inferior del cotxe, amb més aire generem més càrrega. Per millorar la càrrega als difusors l’any passat fèiem servir els gasos d’escapament el que suposava una substancial millora. Lamentablement, se’ns va prohibir seguir amb ells.”

Monaghan va comentar respecte a l’entrada d’aire que el Red Bull RB8 té al bec d’ànec frontal:

 “Només puc dir que entre altres funcions aquesta entrada d’aire serveix per refrigerar al pilot, passa molta calor dins del cockpit.”